Quelles sont les conditions d’optimisation de la récursion de queue des fonctions C++ ?

Les conditions d'optimisation récursive de queue (TCO) en C++ sont les suivantes : l'appel récursif de queue doit être la dernière action de la fonction. Les paramètres et les variables locales d'une fonction doivent rester inchangés lors des appels récursifs de fin. Le compilateur doit prendre en charge le TCO. Dans un cas pratique, TCO est utilisé pour convertir l'appel récursif final de la fonction de calcul factoriel en une boucle while, ce qui améliore les performances.

Conditions pour l'optimisation de la récursion de queue de fonction C++

L'optimisation de la récursion de queue (TCO) est une technologie d'optimisation du compilateur qui convertit les appels récursifs de fin de fonctions en instructions de saut, évitant ainsi la pile de piles d'appels de fonction.

Pour que l'appel récursif de queue d'une fonction soit optimisé par le compilateur, les conditions suivantes doivent être remplies :

• L'appel récursif de queue doit être la dernière action de la fonction. Par exemple, la fonction suivante peut être optimisée pour la récursion finale :

int factorial(int n) {
  if (n <= 1) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);  // 尾递归调用
  }
}

• Les paramètres et les variables locales de la fonction doivent rester inchangés lors des appels récursifs. Par exemple, la fonction suivante ne peut pas être optimisée de manière récursive :

int sum(int n) {
  int result = 0;
  if (n > 0) {
    result += n;  // 局部变量 result 在尾递归调用中发生变化
    return sum(n - 1);
  } else {
    return result;
  }
}

• Le compilateur doit prendre en charge le TCO. La plupart des compilateurs C++ modernes, tels que Clang et GCC, prennent en charge le TCO. Cependant, veuillez noter que tous les compilateurs ne prennent pas en charge le TCO.

Cas pratique

Considérons la fonction suivante, qui utilise la récursion pour calculer la factorielle :

int factorial(int n) {
  if (n == 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

Cette fonction satisfait toutes les conditions d'optimisation récursive de queue. Nous pouvons utiliser le TCO pour optimiser cette fonction et améliorer ses performances.

int factorial(int n) {
  while (n > 0) {
    n = n * factorial(n - 1);  // 转换为迭代
  }
  return 1;
}

Après avoir utilisé TCO, l'appel récursif de queue de la fonction est converti en une boucle while. Cela élimine la surcharge des appels de fonction et améliore les performances.

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