遞歸是工作中經(jīng)常會(huì)使用到的一種算法，比如階乘的計(jì)算就是利用遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果您還沒(méi)有接觸編程方面的內(nèi)容，要理解遞歸其實(shí)并不困難，它就是在一個(gè)函數(shù)的內(nèi)部調(diào)用了本身，執(zhí)行的情況特別類似是一個(gè)循環(huán)，如果要這么說(shuō)遞歸似乎沒(méi)有什么好說(shuō)的，但是在這里我希望和大家討論的是遞歸這種算法在使用的時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)性能的影響，同時(shí)也會(huì)和大家分析下在遞歸函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中內(nèi)存的變化情況。

    特別提醒，在下述內(nèi)容中方法和函數(shù)是同一個(gè)意思。

    遞歸的實(shí)現(xiàn)

    為了讓大家更好的理解接下來(lái)介紹的內(nèi)容，同時(shí)也為了照顧那些并沒(méi)有了解過(guò)遞歸的讀者，這里我們先來(lái)為搭建演示下在Java中到底如何通過(guò)遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)階乘計(jì)算的：

    對(duì)于上述這段代碼來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)人員并不陌生，這也是階乘最簡(jiǎn)單的例子，大家可以看到在階乘運(yùn)算函數(shù)factorial()中，如果傳入的參數(shù)大于1的話，就會(huì)進(jìn)行一次乘法運(yùn)算，通過(guò)斷點(diǎn)調(diào)試?yán)斫膺@個(gè)過(guò)程并不困難，但是在這里想和大家討論的是在這個(gè)階乘運(yùn)算過(guò)程中，系統(tǒng)的內(nèi)存是如何變化的呢？在上一篇文章中和大家提到過(guò)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中函數(shù)參數(shù)以及其中的變量都會(huì)存放在棧中，那么像這種重復(fù)調(diào)用自己的函數(shù)它的棧是如何變化的呢？通過(guò)研究這種變化，就可以知道這種算法在工作中對(duì)系統(tǒng)的性能有多大的影響，這是一個(gè)值得所有開(kāi)發(fā)人員思考的問(wèn)題。

    遞歸的分析

    要研究清楚剛才的問(wèn)題，我們必須先清楚在程序運(yùn)行過(guò)程中，如果一個(gè)函數(shù)調(diào)用了另外一個(gè)函數(shù)，那么接下來(lái)會(huì)發(fā)生怎樣的情況？這里設(shè)置了這樣一段代碼，就是當(dāng)數(shù)值小于10的時(shí)候，加上1輸出，如果大于10的話，需要先減去10，再加上1輸出（當(dāng)然，這段代碼沒(méi)有任何作用，純粹是為了制造一個(gè)這樣的場(chǎng)景），在Java中可以用如下的方法實(shí)現(xiàn)：

    我們可以看到，在這段代碼中，add中調(diào)用了另外一個(gè)方法sub，但是這時(shí)候add方法并沒(méi)有結(jié)束，所以在程序中應(yīng)該存在兩個(gè)棧，分別是存儲(chǔ)sub、add兩個(gè)方法中內(nèi)容的，也就是如下情況：

    為什么sub對(duì)應(yīng)的棧會(huì)在add上邊呢？這是因?yàn)闂Ｊ呛筮M(jìn)先出的，因?yàn)閟ub方法在add方法之后執(zhí)行，所以sub對(duì)應(yīng)的棧應(yīng)該在add上邊，當(dāng)sub方法執(zhí)行完畢之后，系統(tǒng)自動(dòng)銷毀這塊空間，重新又回到了add方法中，最后當(dāng)程序結(jié)束的時(shí)候add方法對(duì)應(yīng)的空間也會(huì)被銷毀，其中的變量、參數(shù)也會(huì)隨著被消失，為了方便大家理解這個(gè)過(guò)程，這里準(zhǔn)備了一張過(guò)程圖：

    到這里為止，我們知道了在一個(gè)函數(shù)中運(yùn)行另外一個(gè)函數(shù)，會(huì)在內(nèi)存中為這個(gè)函數(shù)開(kāi)辟一塊空間，當(dāng)這個(gè)函數(shù)執(zhí)行完畢之后，這塊空間會(huì)被計(jì)算機(jī)銷毀，重新回到之前的函數(shù)中，也就是說(shuō)在此之前，運(yùn)行的這個(gè)函數(shù)占據(jù)的空間一直存在，明白這個(gè)道理之后，我們?cè)俅位氐絼傞_(kāi)始的遞歸算法中。假設(shè)我們現(xiàn)在要計(jì)算3的階乘，那么在整個(gè)過(guò)程中，內(nèi)存的變化就可以這樣表示：

    很顯然，隨著我們傳入的參數(shù)越來(lái)越大，整個(gè)過(guò)程會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，而每次調(diào)用遞歸函數(shù)調(diào)用自身之后，都會(huì)在計(jì)算機(jī)中開(kāi)辟一塊新的空間，這說(shuō)明使用此種方法對(duì)系統(tǒng)的性能會(huì)有一定的影響，特別是當(dāng)我們遞歸執(zhí)行的次數(shù)很多的時(shí)候，特別容易造成系統(tǒng)崩潰。

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