ES6学习笔记之尾调用

Posted 2023-01-18 BennuCTech

尾调用

尾调用（Tail Call）是函数式编程的一个重要概念，就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。

function f(x)
  return g(x);

以下情况，都不属于尾调用。

// 情况一
function f(x)
  let y = g(x);
  return y;

// 情况二
function f(x)
  return g(x) + 1;

// 情况三
function f(x)
  g(x);

上面代码中，情况一是调用函数g之后，还有赋值操作，所以不属于尾调用，即使语义完全一样。情况二也属于调用后还有操作，即使写在一行内。情况三等同于下面的代码。

function f(x)
  g(x);
  return undefined;

尾调用优化

尾调用由于是函数的最后一步操作，所以不需要保留外层函数的调用帧，因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了，只要直接用内层函数的调用帧，取代外层函数的调用帧就可以了。

这就叫做“尾调用优化”（Tail call optimization），即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用，那么完全可以做到每次执行时，调用帧只有一项，这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。

注意，只有不再用到外层函数的内部变量，内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧，否则就无法进行“尾调用优化”。

function addOne(a)
  var one = 1;
  function inner(b)
    return b + one;
  
  return inner(a);

上面的函数不会进行尾调用优化，因为内层函数inner用到了外层函数addOne的内部变量one。

ES6 的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。这是因为在正常模式下，函数内部有两个变量func.arguments和func.caller，可以跟踪函数的调用栈。

尾递归

递归非常耗费内存，因为需要同时保存成千上百个调用帧，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帧，所以永远不会发生“栈溢出”错误。如下：

function factorial(n, total) 
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);

factorial(5, 1) // 120

递归函数的改写

尾递归的实现，往往需要改写递归函数，确保最后一步只调用自身。就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。比如上面的例子，为什么计算5的阶乘，需要传入两个参数5和1？

两个方法可以解决这个问题。方法一是在尾递归函数之外，再提供一个正常形式的函数。

function tailFactorial(n, total) 
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);

function factorial(n) 
  return tailFactorial(n, 1);

factorial(5) // 120

函数式编程有一个概念，叫做柯里化（currying），意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这里也可以使用柯里化。

第二种方法就简单多了，就是采用 ES6 的函数默认值。