尾递归（转）
add by zhj: 尾递归其实跟循环在代码形式上非常像，尾递归会同时用到反推和正推，由n->n-1是反推，由acc1, acc2 = acc2, acc1+acc2是正推。参见本文最后，分别用循环和尾递归实现Fibonacci数列。
原文：http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2325
尾递归（tail recursive），看名字就知道是某种形式的递归。简单的说递归就是函数自己调用自己。那尾递归和递归之间的差别就只能体现在参数上了。
尾递归wiki解释如下：
尾递归是指在递归函数中，递归调用返回的结果总被直接返回（即return），则称为尾部递归。尾部递归的函数有助将算法转化成函数编程语言，而且从编译器角度来说，亦容易优化成为普通循环。这是因为从电脑的基本面来说，所有的循环都是利用重复移跳到代码的开头来实现的。如果有尾部归递，就只需要叠套一个堆栈，因为电脑只需要将函数的参数改变再重新调用一次。利用尾部递归最主要的目的是要优化，例如在Scheme语言中，明确规定必须针对尾部递归作优化。可见尾部递归的作用，是非常依赖于具体实现的。
我们还是从简单的斐波那契开始了解尾递归吧。
用普通的递归计算Fibonacci数列：
#include "stdio.h" #include "math.h" int factorial(int n); int main(void) { int i, n, rs; printf("请输入斐波那契数n："); scanf("%d",&n); rs = factorial(n); printf("%d \n", rs); return 0; } // 递归 int factorial(int n) { if(n <= 2) { return 1; } else { return factorial(n-1) + factorial(n-2); } }
运行结果如下：
请输入斐波那契数n：20 6765 Process returned 0 (0x0) execution time : 3.502 s Press any key to continue.
在i5的CPU下也要花费 3.502 秒的时间。
下面我们看看如何用尾递归实现斐波那契数。
#include "stdio.h" #include "math.h" int factorial(int n); int main(void) { int i, n, rs; printf("请输入斐波那契数n："); scanf("%d",&n); rs = factorial_tail(n, 1, 1); printf("%d ", rs); return 0; } int factorial_tail(int n,int acc1,int acc2) { if (n < 2) { return acc1; } else { return factorial_tail(n-1,acc2,acc1+acc2); } }
快了一倍有多。当然这是不完全统计，有兴趣的话可以自行计算大规模的值，这里只是介绍尾递归而已。
我们可以打印一下程序的执行过程，函数加入下面的打印语句：
int factorial_tail(int n,int acc1,int acc2) { if (n < 2) { return acc1; } else { printf("factorial_tail(%d, %d, %d) \n",n-1,acc2,acc1+acc2); return factorial_tail(n-1,acc2,acc1+acc2); } }
fibonacci(n-1,acc2,acc1+acc2)真是神来之笔，原本朴素的递归产生的栈的层次像二叉树一样，以指数级增长，但是现在栈的层次却像是数组，变成线性增长了，实在是奇妙，总结起来也很简单，原本栈是先扩展开，然后边收拢边计算结果，现在却变成在调用自身的同时通过参数来计算。
add by zhj:下面用循环和尾递归分别实现斐波那契数列（Python）
可以发现，两种方法的代码非常像，我个人建议对于尾递归用循环实现更好，代码更易读，也更节省内存。
方法一：用循环实现
def Fibonacci(n): x = 0 y = 1 while n: x, y = y, x+y n -= 1 return x
方法二：用尾递归实现
def Fibonacci(n, acc1, acc2): if n < 2: return acc1 else: acc1, acc2 = acc2, acc1+acc2
n -= 1 return Fibonacci(n, acc1, acc2)
小结
尾递归的本质是：将单次计算的结果缓存起来，传递给下次调用，相当于自动累积。
在Java等命令式语言中，尾递归使用非常少见，因为我们可以直接用循环解决。而在函数式编程语言中，尾递归却是一种神器，要实现循环就靠它了。
很多人可能会有疑问，为什么尾递归也是递归，却不会造成栈溢出呢？因为编译器通常都会对尾递归进行优化。编译器会发现根本没有必要存储栈信息了，因而会在函数尾直接清空相关的栈。
延伸阅读
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