Javascript中的尾调用优化

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-10-23 04:56 139阅读 0赞

### 什么是尾调用 ###

ES6新增了一项内存管理机制，让Javascript引擎可以在满足条件时可以重用栈帧。这项优化非常适合“尾调用”，即外部函数的返回值是一个内部函数的返回值。

function outerFunction() { 
          return innerFunction()
        }

**在ES6优化之前，执行这个例子会在内存中发生以下操作：**

*  执行到outerFunction函数体，第一个栈帧被推到栈上；
 *  执行outerFunction函数体，到return语句。计算返回值必须先计算innerFunction；
 *  执行到innerFunction函数体，第二个栈帧被推到栈上；
 *  执行innerFunction函数体，计算其返回值；
 *  将返回值传回outerFunction，然后outerFunction再返回值；
 *  将栈帧弹出栈外  
    **在ES6优化之后，执行这个例子会在内存中发生以下操作：**
 *  执行到outerFunction函数体，第一个栈帧被推到栈上；
 *  执行outerFunction函数体，到return语句。计算返回值必须先计算innerFunction；
 *  引擎发现把第一个栈帧弹出栈外也没问题，因为innerFunction的返回值也就是outerFunction的返回值；
 *  弹出outerFunction的栈帧
 *  执行到innerFunction函数体，栈帧被推到栈上
 *  执行innerFunction函数体，计算返回值
 *  将innerFunction的栈帧弹出栈外

### 尾调用优化条件 ###

尾调用优化条件是**确定外部栈帧真的没有存在的必要了**。其条件有:

*  代码在严格模式下进行；
 *  外部函数的返回值是对尾调用函数的调用；
 *  尾调用函数返回后不需要执行额外的逻辑；
 *  尾调用函数不是引用外部函数作用域中变量的闭包；

// 无优化，尾调用没有返回
        function outerFunction() { 
          innerFunction()
        }
        //无优化，尾调用没有直接返回
        function outerFunction(){ 
          let innerFunctionResult = innerFunction()
          return innerFunctionResult
        }
        // 无优化，尾调用返回后还要转型为字符串
        function outerFunction(){ 
          return innerFunction().toString()
        }
        //无优化，尾调用是个闭包
        function outerFunction() { 
          let foo = 'hello'
          function innerFunction() {  return foo }
          return innerFunction()
        }
    
        'use strict'
        //有优化：栈帧被销毁前执行参数计算
        function outerFunction(a, b) { 
          return innerFunction(a + b)
        }
        // 有优化，初始返回值不涉及栈帧
        function outerFunction(a, b){ 
          if(a < b) { 
            return a
          }
          return innerFunction()
        }
        // 有优化，两个内部函数都在尾部
        function outerFunction(condition){ 
          return condition ? innerFunctionA() : innerFunctionB()
        }

### 尾调用优化代码 ###

通过把简单的递归函数转换为优化的代码来理解尾调用优化。

###### 递归函数形式求解斐波拉契数列 ######

function fib(n) { 
      if (n < 2){ 
        return 1
      }
      return fib(n - 1) + fib(n - 2)
    }

这个函数不满足尾调用的条件，因为最后的操作还有加法。可以将其重构为满足优化条件的形式。为此可以使用两个嵌套函数，外层函数作为基础框架，内层函数执行递归：

'use strict'
    // 基础框架
    function fib(n){ 
      return fibImp(0,1,n)
    }
    function fibImp(a, b, n) { 
      if(n === 0) { 
        return a
      }
      return fibImp(b, a + b, n - 1)
    }