JavaScript 专题系列第十八篇，讲解递归和尾递归
定义
程序调用自身的编程技巧称为递归(recursion)。
阶乘
以阶乘为例：
function factorial(n) { if (n == 1) return n; return n * factorial(n - 1) } console.log(factorial(5)) // 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120复制代码
示意图(图片来自 wwww.penjee.com)：
斐波那契数列
在《JavaScript专题之函数记忆》中讲到过的斐波那契数列也使用了递归：
function fibonacci(n){ return n < 2 ? n : fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); } console.log(fibonacci(5)) // 1 1 2 3 5复制代码
递归条件
从这两个例子中，我们可以看出：
构成递归需具备边界条件、递归前进段和递归返回段，当边界条件不满足时，递归前进，当边界条件满足时，递归返回。阶乘中的 n == 1 和 斐波那契数列中的 n < 2 都是边界条件。
总结一下递归的特点：
- 子问题须与原始问题为同样的事，且更为简单；
- 不能无限制地调用本身，须有个出口，化简为非递归状况处理。
了解这些特点可以帮助我们更好的编写递归函数。
执行上下文栈
在《JavaScript深入之执行上下文栈》中，我们知道：
当执行一个函数的时候，就会创建一个执行上下文，并且压入执行上下文栈，当函数执行完毕的时候，就会将函数的执行上下文从栈中弹出。
试着对阶乘函数分析执行的过程，我们会发现，JavaScript 会不停的创建执行上下文压入执行上下文栈，对于内存而言，维护这么多的执行上下文也是一笔不小的开销呐！那么，我们该如何优化呢？
答案就是尾调用。
尾调用
尾调用，是指函数内部的最后一个动作是函数调用。该调用的返回值，直接返回给函数。
举个例子：
// 尾调用 function f(x){ return g(x); }复制代码
然而
// 非尾调用 function f(x){ return g(x) + 1; }复制代码
并不是尾调用，因为 g(x) 的返回值还需要跟 1 进行计算后，f(x)才会返回值。
两者又有什么区别呢？答案就是执行上下文栈的变化不一样。
为了模拟执行上下文栈的行为，让我们定义执行上下文栈是一个数组：
ECStack = [];复制代码
我们模拟下第一个尾调用函数执行时的执行上下文栈变化：
// 伪代码 ECStack.push(<f> functionContext); ECStack.pop(); ECStack.push(<g> functionContext); ECStack.pop();复制代码
我们再来模拟一下第二个非尾调用函数执行时的执行上下文栈变化：
ECStack.push(<f> functionContext); ECStack.push(<g> functionContext); ECStack.pop(); ECStack.pop();复制代码
也就说尾调用函数执行时，虽然也调用了一个函数，但是因为原来的的函数执行完毕，执行上下文会被弹出，执行上下文栈中相当于只多压入了一个执行上下文。然而非尾调用函数，就会创建多个执行上下文压入执行上下文栈。
函数调用自身，称为递归。如果尾调用自身，就称为尾递归。
所以我们只用把阶乘函数改造成一个尾递归形式，就可以避免创建那么多的执行上下文。但是我们该怎么做呢？
阶乘函数优化
我们需要做的就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数，以阶乘函数为例：
function factorial(n, res) { if (n == 1) return res; return factorial2(n - 1, n * res) } console.log(factorial(4, 1)) // 24复制代码
然而这个很奇怪呐……我们计算 4 的阶乘，结果函数要传入 4 和 1，我就不能只传入一个 4 吗？
这个时候就要用到我们在《JavaScript专题之柯里化》中编写的 curry 函数了：
var newFactorial = curry(factorial, _, 1) newFactorial(5) // 24复制代码
应用
如果你看过 JavaScript 专题系列的文章，你会发现递归有着很多的应用。
作为专题系列的第十八篇，我们来盘点下之前的文章中都有哪些涉及到了递归：
function flatten(arr) { return arr.reduce(function(prev, next){ return prev.concat(Array.isArray(next) ? flatten(next) : next) }, []) }复制代码
var deepCopy = function(obj) { if (typeof obj !== 'object') return; var newObj = obj instanceof Array ? [] : {}; for (var key in obj) { if (obj.hasOwnProperty(key)) { newObj[key] = typeof obj[key] === 'object' ? deepCopy(obj[key]) : obj[key]; } } return newObj; }复制代码
3.JavaScript 专题之从零实现 jQuery 的 extend：
// 非完整版本，完整版本请点击查看具体的文章 function extend() { ... // 循环遍历要复制的对象们 for (; i < length; i++) { // 获取当前对象 options = arguments[i]; // 要求不能为空 避免extend(a,,b)这种情况 if (options != null) { for (name in options) { // 目标属性值 src = target[name]; // 要复制的对象的属性值 copy = options[name]; if (deep && copy && typeof copy == 'object') { // 递归调用 target[name] = extend(deep, src, copy); } else if (copy !== undefined){ target[name] = copy; } } } } ... };复制代码
// 非完整版本，完整版本请点击查看具体的文章 // 属于间接调用 function eq(a, b, aStack, bStack) { ... // 更复杂的对象使用 deepEq 函数进行深度比较 return deepEq(a, b, aStack, bStack); }; function deepEq(a, b, aStack, bStack) { ... // 数组判断 if (areArrays) { length = a.length; if (length !== b.length) return false; while (length--) { if (!eq(a[length], b[length], aStack, bStack)) return false; } } // 对象判断 else { var keys = Object.keys(a), key; length = keys.length; if (Object.keys(b).length !== length) return false; while (length--) { key = keys[length]; if (!(b.hasOwnProperty(key) && eq(a[key], b[key], aStack, bStack))) return false; } } }复制代码
// 非完整版本，完整版本请点击查看具体的文章 function curry(fn, args) { length = fn.length; args = args || []; return function() { var _args = args.slice(0), arg, i; for (i = 0; i < arguments.length; i++) { arg = arguments[i]; _args.push(arg); } if (_args.length < length) { return curry.call(this, fn, _args); } else { return fn.apply(this, _args); } } }复制代码
写在最后
递归的内容远不止这些，比如还有汉诺塔、二叉树遍历等递归场景，本篇就不过多展开，真希望未来能写个算法系列。
专题系列
JavaScript专题系列目录地址：github.com/mqyqingfeng…。
JavaScript专题系列预计写二十篇左右，主要研究日常开发中一些功能点的实现，比如防抖、节流、去重、类型判断、拷贝、最值、扁平、柯里、递归、乱序、排序等，特点是研(chao)究(xi) underscore 和 jQuery 的实现方式。
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