递归调用和栈溢出

一、简介

       栈溢出：Stack Overflow。对于每个程序，栈能使用的内存是有限的，一般是1M-8M，在程序编译时就已经决定了，程序运行期间不能改变。如果程序使用的栈内存超出最大值，就会发生栈溢出错误，程序会崩溃。

二、栈溢出的原因

       因为每调用一个方法就会在栈上创建一个栈帧，方法调用结束后就会弹出该栈帧，而栈的大小不是无限的，所以递归调用次数过多的话就会导致溢出。而递归调用的特点是每递归一次，就要创建一个新的栈帧，而且还要保留之前的环境（栈帧），直到遇到结束条件。所以递归调用一定要明确好结束条件，不要出现死循环，而且避免栈太深。

三、解决办法

1. 不使用递归，用循环替代。缺点是代码逻辑不够清晰。
2. 限制递归次数。
3. 使用尾递归。尾递归指在方法返回时，只调用自己本身，且不能包含表达式。编译器或解释器把尾递归做优化，使递归方法无论调用多少次，都只会占用一个栈帧，所以不会出现栈溢出。Tips：Java没有尾递归优化。       

四、尾递归例子

       一般的递归code：     

fuction add(num){
     if(num == 1) return 1;
     return num + add(num - 1);
}

     尾递归code：需要添加一个辅助变量，这里我们用sum

///
/// 尾递归：函数结束只能调用自身
///
function add(num,sum){
    if(num == 1) return sum + num;
    return add(num - 1,sum + num);
}

      分析：一般递归中，add(num)需要在得到 add(num - 1)结果之后才会计算它自己的返回值，所以理论上，在add(num - 1)返回之前，add(num)不能返回结果，所以add(num)在栈上额数据必须保留，知道add(num - 1)先返回，而栈的大小不是无限的，windows下为1M。所以可能出现栈溢出。

     尾递归中，它不必等拿到 add(num - 1,sum + num)的返回值才计算自己的结果，完全可以等于add(num - 1,sum + num)的返回值。理论上 add(num,sum) 在调用 add(num - 1,sum + num)之前，完全可以先销毁自己的栈帧。这也就是为何尾递归在得到编译器的帮助下，完全可以避免栈溢出的原因。每个函数在调用下一个函数之前，都能做法哦先把当前自己的栈帧释放。尾递归的调用链上可以做到只有一个函数在使用栈，因此可以无限调用。

     Tips：尾递归自己并不会销毁栈帧，而是依赖于程序有没有编译器的优化。如果不开优化，依然可能出现栈溢出。所以主要取决于编译器。