为什么.NET/C# 不优化尾调用递归？

.NET/C# 中尾递归优化探析

尾递归，一种高效的递归函数调用编程技巧，在 .NET/C# 中并未被优化。本文深入探讨了这一决定的原因，通过一个具体的例子，分析影响优化选择的一些因素。

JIT 编译的局限性

.NET 使用的即时 (JIT) 编译，在短期应用的速度和长期性能之间取得平衡。编译阶段的激进优化可能会延迟执行，而分析不足则会影响长期效率。

CLR 支持和语言特定的限制

公共语言运行时 (CLR) 支持尾调用优化，但其实现依赖于语言特定的编译器生成适当的操作码，以及 JIT 对其的遵守。F# 的编译器利用了此功能，而 C# 的编译器目前尚未实现。

代码深入分析

考虑以下 C# 方法，记为 Foo(i)：

<code class="language-c#">private static void Foo(int i)
{
    if (i == 1000000)
        return;

    if (i % 100 == 0)
        Console.WriteLine(i);

    Foo(i+1);
}</code>

如所示，尽管这样做具有潜在优势，但 Visual Studio 2008 的 JIT 无法将此方法优化为循环。这说明了 .NET/C# 中尾递归优化的实际局限性。

NGen 编译的视角

NGen 编译步骤并不优先考虑激进优化，以保持 JIT 和 NGen 行为的一致性。通过避免此领域的潜在错误，编译器保持了可预测性。

持续发展

4.0 版的 CLR 在各种架构上引入了对尾调用优化的改进支持。但是，语言特定的编译器仍然必须实现此功能才能充分利用其在 .NET/C# 中的优势。

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