C テール再帰を最適化してスタック オーバーフローを排除できますか?

C の末尾再帰 : 効率と最適化

末尾再帰とは、関数がその位置で再帰呼び出しを行う特定の形式の再帰を指します。これにより、関数がスタック上の状態を返して保存する必要が実質的になくなります。 C では、末尾再帰は特定のパターンを使用して実装できます。

たとえば、次の関数は末尾再帰を使用して数値の階乗を計算します。

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

この例では、関数Factorial() には、最後のステートメントとして再帰呼び出しが 1 つだけあるため、末尾再帰になります。

末尾再帰には、効率とスタック使用量の点で潜在的な利点があります。関数はその状態をスタックに保存する必要がないため、コンパイラは再帰を排除してループに変換することでコードを最適化できます。

ただし、すべての再帰関数が最適化できるわけではないことに注意することが重要です。末尾再帰形式に変換されます。再帰呼び出しが関数の最終ステップではないヘッド再帰など、他の種類の再帰もあります。たとえば、次の関数はヘッド再帰を使用してフィボナッチ数列を計算します。

int fib(int n) {
   if (n <= 1) {
      return n;
   }
   return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

ヘッド再帰は末尾再帰ほどの最適化の可能性を提供しませんが、プログラミングでは依然として広く使用されており効果的な手法です。 。末尾再帰は、特にスタックの使用量が懸念される状況において、特定の種類の再帰アルゴリズムを最適化するための貴重な手法です。

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