【小白學演算法】10.遞迴的呼叫機制、使用時要注意的規則

把蘋果v咬哭發表於2021-04-23
演算法遞迴

簡單來說，遞迴就是自己呼叫自己，在每次呼叫時傳入不同的變數。遞迴有助於解決複雜的問題，同時讓程式碼變得簡潔。
在之前的文章中，對遞迴有過簡單的介紹，現在進一步瞭解下遞迴的呼叫機制。

一、遞迴的呼叫機制

先上一段簡單的遞迴呼叫的程式碼：

package recursion;

public class RecursionTest {
    public static void main(String[] args) {
        test(4);
    }

    public static void test(int n) {
        if (n > 2) {
            test(n - 1);
        }
        System.out.println("n=" + n);
    }
}

可以看到，在main方法裡，執行test(4)，當滿足n>2的條件時，test()會繼續呼叫test()，直到不滿足遞迴條件，列印出n的值。
執行結果其實也很容易想到：

n=2
n=3
n=4

Process finished with exit code 0

執行結果倒不是重點了，現在藉著這段程式碼再加張圖，看下遞迴的呼叫機制。

圖中所示就是在執行程式碼的過程中，jvm中發生的一些事情。不過這裡宣告一下，關於jvm的某些描述可能並不是很準確，這裡只是輔助理解記憶。

  1. 首先，在執行main方法時，會在棧裡開闢一個main方法的棧幀。
    當main方法裡呼叫test方法時，又會壓入一個棧幀，也就是入棧。當方法沒執行結束時，是不會出棧的。
    所以，執行test(4)，會繼續壓入一個棧幀（紅色箭頭）。
  2. 在test(4)裡，經過判斷會繼續呼叫test(3)，於是繼續壓入一個棧幀。
  3. 在test(3)裡，經過判斷會繼續呼叫test(2)，於是繼續壓入一個棧幀。
  4. 在test(2)裡，經過判斷，不再遞迴，於是執行了print程式碼，列印出n的值為2。
    方法執行完了就會出棧（黃色箭頭），回到test(3)。
  5. test(3)列印出n的值為3，繼續出棧，回到test(4）。
  6. test(4)列印出n的值為4，main方法執行結束，退出程式。

所以，程式碼執行的結果就是2,3,4。

二、使用遞迴需要知道的點

  1. 執行一個方法時，會建立一個新的受保護的獨立空間。比如上面的棧幀。
  2. 方法的區域性變數是獨立的，不會相互影響。比如上面每次遞迴時候的變數n。
    但是，如果方法中使用的是引用型別變數，那會共享該引用型別。比如，引用一個陣列。
  3. 重點：遞迴必須向退出遞迴的條件逼近，否則就無限遞迴，最終棧溢位StackOverflowError。
  4. 當方法執行完畢，或者遇到return，就會返回。遵守誰呼叫，就將結果返回給誰。
    比如上圖中最上面的棧幀test(2)執行結束後，就返回到呼叫它的test(3)。

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