理解 Scala 中尾递归背后的思想答案

【问题标题】：Understanding the Idea behind Tail Recursion in Scala理解 Scala 中尾递归背后的思想
【发布时间】：2017-12-31 16:05:24
【问题描述】：

我来自面向对象的背景，主要用 Java 编写应用程序。我最近开始在 Scala 上进行更多探索，并且一直在阅读一些文本。因此，我遇到了一种叫做尾递归的东西。我了解如何编写尾递归方法。

例如 - 将元素添加到 List 中（当然这可以使用 reduce 方法完成）但是为了理解起见，我写了一个尾递归方法：

@scala.annotation.tailrec
def sum(l: List[Int], acc: Int): Int = l match {
  case Nil => acc
  case x :: xs => sum(xs, acc + x)
}

Scala 运行时如何在内部处理这种递归？

【问题讨论】：

标签： scala recursion

【解决方案1】：

Scala 运行时如何在内部处理这种递归？

不是。它在编译时由编译器处理。

尾递归等效于while 循环。因此，尾递归方法可以编译为while 循环，或者更准确地说，它可以以与while 循环相同的方式进行编译。当然，如何准确地编译它取决于所使用的编译器。

目前有 Scala 的三种主要实现，它们是 Scala-native（一种针对具有自己的运行时的本机机器代码的编译器）、Scala.js（一种针对 ECMAScript 平台的编译器，位于 ECMAScript 运行时之上)，以及 JVM 实现 Scala，它也被称为“Scala”，就像语言一样（它针对 JVM 平台并使用 JVM 运行时）。曾经有一个 Scala.NET，但不再积极维护。

我将在这个答案中关注 Scala-JVM。

我将使用与您的示例略有不同的示例，因为模式匹配的编码实际上相当复杂。让我们从最简单的尾递归函数开始：

def foo(): Unit = foo()

Scala-JVM 将其编译为以下 JVM 字节码：

public void foo()
  0: goto 0

还记得我上面说过尾递归等同于循环吗？好吧，JVM 没有循环，它只有GOTO。这与while 循环完全相同：

def bar(): Unit = while (true) {}

编译成：

public void bar()
  0: goto 0

还有一个更有趣的例子：

def baz(n: Int): Int = if (n <= 0) n else baz(n-1)

编译为：

public int baz(int);
   0: iload_1
   1: iconst_0
   2: if_icmpgt  9
   5: iload_1
   6: goto      16
   9: iload_1
  10: iconst_1
  11: isub
  12: istore_1
  13: goto       0
  16: ireturn

如您所见，它只是一个while 循环。

【讨论】：