编译器可以并将递归逻辑转换为等效的非递归逻辑吗？

我一直在学习F＃，并且它开始影响我在编写C＃时的想法。为此，当我感觉到结果提高了可读性并且无法想象它最终会导致堆栈溢出时，我一直在使用递归。

这使我问一个问题，编译器是否可以自动将递归函数转换为等效的非递归形式？

是的，某些语言和编译器会将递归逻辑转换为非递归逻辑。这称为尾部调用优化 -请注意，并非所有递归调用都是尾部调用可优化的。在这种情况下，编译器会识别以下形式的函数：

int foo(n) {
  ...
  return bar(n);
}

在这里，该语言能够识别出返回的结果是来自另一个函数的结果，并将具有新堆栈框架的函数调用更改为跳转。

实现经典析因方法：

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

是不是因为回报必要的检查尾调用optimizatable。

为了使该尾调用可优化，

int _fact(int n, int acc) {
    if(n == 1) return acc;
    return _fact(n - 1, acc * n);
}

int factorial(int n) {
    if(n == 0) return 1;
    return _fact(n, 1);
}

使用以下代码进行编译gcc -O2 -S fact.c（-O2是启用编译器中的优化所必需的，但是，随着-O3的更多优化，人类难以阅读...）

_fact:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        cmpl    $1, %edi
        movl    %esi, %eax
        je      .L2
        .p2align 4,,10
        .p2align 3
.L4:
        imull   %edi, %eax
        subl    $1, %edi
        cmpl    $1, %edi
        jne     .L4
.L2:
        rep
        ret
        .cfi_endproc

可以在segment中看到.L4，jne而不是a call（使用新的堆栈框架进行子例程调用）。

请注意，这是使用C完成的。java中的尾调用优化非常困难，并且取决于JVM的实现-tail-recursion + java和tail-recursion +优化是浏览的良好标记集。您可能会发现其他JVM语言可以优化尾递归更好（TRY的Clojure（这需要RECUR以尾调用优化），或斯卡拉）。

小心踩一下。

答案是肯定的，但并非总是如此，并非全部。这项技术的名称有所不同，但是您可以在此处和Wikipedia中找到一些非常确定的信息。

我更喜欢使用“尾部呼叫优化”这个名称，但还有其他名称，有些人会混淆该术语。

也就是说，有几件重要的事情要实现：

• 为了优化尾部调用，尾部调用需要调用时已知的参数。这意味着，如果参数之一是对函数本身的调用，则无法将其转换为循环，因为这将需要所述循环的任意嵌套，而该嵌套在编译时无法扩展。

• C＃无法可靠地优化尾调用。IL具有F＃编译器将发出的指令，但是C＃编译器将不一致地发出它，并且根据JIT的情况，JIT可能会也可能不会这样做。所有迹象表明，您不应该依赖在C＃中优化尾调用，这样做的风险很大，而且确实存在