php recursion,PHP与Recursion 学习笔记
在程序設(shè)計(jì)中，遞歸(Recursion)是一個(gè)很常見(jiàn)的概念，合理使用遞歸，可以提升代碼的可讀性，但同時(shí)也可能會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。
下面以階乘(Factorial)為例來(lái)說(shuō)明一下遞歸的用法，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言是PHP：
function factorial($n) {
if ($n == 0) {
return 1;
}
return factorial($n - 1) * $n;
}
var_dump(factorial(100));
?>
如果安裝了XDebug的話，可能會(huì)遇到如下錯(cuò)誤：
Fatal error: Maximum function nesting level of ‘100’ reached, aborting!
注：這是XDebug的一個(gè)保護(hù)機(jī)制，可以通過(guò)max_nesting_level選項(xiàng)來(lái)設(shè)置。
即便代碼能正常運(yùn)行，只要我們不斷增大參數(shù)，程序遲早會(huì)報(bào)錯(cuò)：
Fatal error: ?Allowed memory size of … bytes exhausted
為什么呢？簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是遞歸造成了棧溢出。有幾個(gè)方法可以用來(lái)規(guī)避這個(gè)問(wèn)題，比如說(shuō)利用尾調(diào)用(Tail Call)來(lái)消除遞歸對(duì)棧的影響。
下面以Lua作為描述語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明尾調(diào)用的含義，代碼如下：
function factorial(n)
if (n == 0) then
return 1
end
return factorial(n - 1) * n
end
print(factorial(100))
這段代碼同樣會(huì)遇到棧溢出的問(wèn)題。怎樣利用尾調(diào)用來(lái)搞定呢？讓我們先來(lái)看看尾調(diào)用的定義：如果一個(gè)函數(shù)在執(zhí)行了一次函數(shù)調(diào)用后，不再做別的事就稱(chēng)為尾調(diào)用。形象點(diǎn)說(shuō)就是直接返回一個(gè)函數(shù)調(diào)用。尾調(diào)用不會(huì)返回原來(lái)的函數(shù)，所以不需要額外的棧保留調(diào)用函數(shù)的數(shù)據(jù)。上面代碼改成尾調(diào)用后類(lèi)似下面代碼的樣子：
function factorial(n, accumulator)
accumulator = accumulator or 1
if (n == 0) then
return accumulator
end
return factorial(n - 1, accumulator * n)
end
print(factorial(100))
注：關(guān)于Lua中尾調(diào)用的介紹可以參考：Proper Tail Recursion。
照貓畫(huà)虎，我們用PHP來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)尾調(diào)用版本的階乘：
function factorial($n, $accumulator = 1) {
if ($n == 0) {
return $accumulator;
}
return factorial($n - 1, $accumulator * $n);
}
var_dump(factorial(100));
?>
可惜測(cè)試后才發(fā)現(xiàn)PHP根本不支持尾調(diào)用！好在天無(wú)絕人之路，仔細(xì)閱讀維基百科中關(guān)于尾調(diào)用的介紹，你會(huì)發(fā)現(xiàn)里面提到了Trampoline的概念。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是利用高階函數(shù)消除遞歸，依照這樣的理論基礎(chǔ)，我們可以把上面的尾調(diào)用代碼改寫(xiě)成如下方式：
function factorial($n, $accumulator = 1) {
if ($n == 0) {
return $accumulator;
}
return function() use($n, $accumulator) {
return factorial($n - 1, $accumulator * $n);
};
}
function trampoline($callback, $params) {
$result = call_user_func_array($callback, $params);
while (is_callable($result)) {
$result = $result();
}
return $result;
}
var_dump(trampoline('factorial', array(100)));
?>
看上去不錯(cuò)，不過(guò)我不得不向大家道個(gè)歉，本文用遞歸實(shí)現(xiàn)階乘其實(shí)是個(gè)玩笑，實(shí)際上只要用一個(gè)循環(huán)就行了，《代碼大全》里專(zhuān)門(mén)提到了這一點(diǎn)：
function factorial($n) {
$result = 1;
for ($i = 1; $i <= $n; $i++) {
$result *= $i;
}
return $result;
}
var_dump(factorial(100));
?>
還有很多別的方法可以用來(lái)規(guī)避遞歸引起的棧溢出問(wèn)題，比如說(shuō)Python中可以通過(guò)裝飾器和異常來(lái)消滅尾調(diào)用，讓人有一種別有洞天的感覺(jué)：
Tail Call Optimization Decorator (Python recipe)
另外，Python之父關(guān)于為何不在Python中支持尾調(diào)用的博文也很有看頭：
Tail Recursion Elimination
Final Words on Tail Calls
好了，就寫(xiě)到這吧。除非能提升代碼可讀性，否則沒(méi)有必要使用遞歸；迫不得已之時(shí)，最好考慮使用Tail Call或Trampoline等技術(shù)來(lái)規(guī)避潛在的棧溢出問(wèn)題。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的php recursion,PHP与Recursion 学习笔记的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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