递归函数也使用调用栈!来看看递归函数factorial的调用栈。 factorial(5)写作5!,其定义如下: 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1。同理, factorial(3)3 * 2 * 1。下面是计算阶乘的递归函数。

def fact(x):
    if x == 1:
        return 1
    else:
        return x * fact(x-1)

下面来详细分析调用fact(3)时调用栈是如何变化的。别忘了,栈顶的方框指出了当前执行到了什么地方。

注意,每个fact调用都有自己的x变量。在一个函数调用中不能访问另一个的x变量。

栈在递归中扮演着重要角色。在本章开头的示例中,有两种寻找钥匙的方法。下面再次列出了第一种方法。

使用这种方法时,你创建一个待查找的盒子堆,因此你始终知道还有哪些盒子需要查找。

但使用递归方法时,没有盒子堆。

既然没有盒子堆,那算法怎么知道还有哪些盒子需要查找呢?下面是一个例子。

此时,调用栈类似于下面这样。

原来“盒子堆”存储在了栈中!这个栈包含未完成的函数调用,每个函数调用都包含还未检查完的盒子。使用栈很方便,因为你无需自己跟踪盒子堆——栈替你这样做了。

使用栈虽然很方便,但是也要付出代价:存储详尽的信息可能占用大量的内存。每个函数调用都要占用一定的内存,如果栈很高,就意味着计算机存储了大量函数调用的信息。在这种情况下,你有两种选择。

  • 重新编写代码,转而使用循环。
  • 使用尾递归。这是一个高级递归主题,不在本书的讨论范围内。另外,并非所有的语言都支持尾递归。

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