尾调用优化

一、什么是尾调用（Tail Call）

当一个函数调用另一个函数时，如果调用语句是该函数中的最后一步，并且返回该调用结果，这个调用就是尾调用。

function foo() {
    return bar(); // bar()是foo()的最后一步调用，所以是尾调用
}

以下两种情况均不属于尾调用，因为在函数调用后还有其他的操作：

// 情况一
function f(x){
  let y = g(x);
  return y;
}
 
// 情况二
function f(x){
  return g(x) + 1;
}

二、调用栈及尾调用优化

在了解尾调用优化前，需要先理解调用栈，调用栈是解释器（比如浏览器中的 JavaScript 解释器）追踪函数执行流的一种机制。当执行环境中调用了多个函数时，通过这种机制，我们能够追踪到哪个函数正在执行，执行的函数体中又调用了哪个函数

每调用一个函数，解释器就会把该函数添加进调用栈并开始执行。
正在调用栈中执行的函数还调用了其它函数，那么新函数也将会被添加进调用栈，一旦这个函数被调用，便会立即执行。
当前函数执行完毕后，解释器将其清出调用栈，继续执行当前执行环境下的剩余的代码。
当分配的调用栈空间被占满时，会引发“堆栈溢出”错误。

const fn1 = (a) => {
  let b = a + 1;
  return b;
}
 
const fn2 = (x) => {
  let y = x + 1;
  return fn1(y);        // line A
}
 
const result = fn2(1);  // line B

在上面的代码中，首先fn2被压入栈，x、y依次被创建并赋值，栈内也会记录相应的信息，同时也记录了该函数被调用的地方，这样在函数 return 后就能知道结果应该返回到哪里。

当fn2中执行到fn1时，fn1入栈，当它运行结束后就可以出栈，之后fn2也得到了想要的结果，返回结果后也出栈，此段代码运行结束，如下图所示：

观察上图，第2、3步骤中的fn2，它内部的一切计算都已经完成了，此时它在栈内的唯一作用就是记录最后结果应该返回到哪一行。因而可以有如下的优化：

尾调用优化（TCO）会在函数尾部调用时，不再创建新的栈帧，而是复用当前的栈帧。这可以有效避免因递归深度过大而导致的栈溢出问题。在ES6的严格模式下，JavaScript引擎会对尾调用进行优化。

三、尾递归优化

递归非常耗费内存，因为需要同时保存成千上百个调用记录，很容易发生"栈溢出"错误（stack overflow）。但对于尾递归来说，由于只存在一个调用记录，所以永远不会发生"栈溢出"错误。

下面是一段求N个数累加的函数，如果使用普通的递归函数如下：

const sum = (n) => {
  if (n <= 1) return n;
  return n + sum(n-1)
}

　　改为尾递归调用后如下：

const sum = (n,total=0) => {
    if(n<=1) return n+total;
    return sum(n-1,n+total)
}

尾调用优化的限制

必须在严格模式下使用。
尾调用必须作为函数的最后一步，并直接返回调用的结果，不能有额外的操作。
支持情况：并非所有的JavaScript引擎都完全支持尾调用优化。虽然ES6规范要求在严格模式下进行尾调用优化，但一些引擎（如V8）在默认实现中并未完全支持。

js引擎不支持时就要使用蹦床函数（Trampoline）来将递归转换为循环。

const sum = (n, total = 0) => {
  if (n <= 1) return n + total;
  return () => sum(n-1, n + total)
}
const trampoline = f => (...args) => {
  let result = f(...args);
  while (typeof result === 'function') {
    result = result();
  }
  return result;
}
const sum0 = trampoline(sum);
console.log(sum0(1000000)); // 不会栈溢出