TCO-ES6尾调用(函数)优化

傍晚依偎晚风
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ECMAScript 6 提供了尾调用优化(tail call optimization)功能，以使得对某些函数的调用不会造成调用栈(call stack)的增长。本文解释了这项功能，以及其带来的好处。

    1. 什么是尾调用优化

    • 1.1. 正常的执行
    • 1.2. 尾调用优化

    1. 检查函数调用是否在尾部发生

    • 2.1. 表达式中的尾调用
    • 2.2. 声明语句中的尾调用
    • 2.3. 尾调用优化只在严格模式下有效
    • 2.4. 单独的函数调用不算在尾部

    1. 尾递归函数

    • 3.1. 尾递归循环

1. 什么是尾调用优化?

调用一个新的函数需要额外的一块预留内存来管理调用栈，称为栈帧。如果支持TCO的引擎能够意识到函数调用处于尾部，它就不需要创建一个新的栈帧，而是重用已有的栈帧，这样不仅速度快，而且更省内存。尾调用的递归函数本质上可以任意运行，因为再也不需要额外的内存。

粗略的来说，如果当一个函数所做的最后一件事是调用了另一个函数，而后者不需要返回调用者函数中再去做任何动作时；以及由此可知，在这种情况下没有调用者的额外信息需要被储存在调用栈(call stack)上，函数间的调用更像一种goto跳转的时候 -- 这种调用就被成为尾调用(tail call)，此时使得内存栈不再增长的行为就称为尾调用优化(TCO - tail call optimization)。

举个例子来更好的理解下TCO。首先说明一下是否用TCO的区别：

function id(x) {
    return x; // (A)
}
function f(a) {
    const b = a + 1;
    return id(b); // (B)
}
console.log(f(2)); // (C)
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1.1 正常的执行

假设有一个JS引擎通过 存储本地变量并返回栈上的地址 来管理方法调用。该引擎会如何执行上述代码呢？\

Step 1. 最初，栈上只有全局变量id和f。

栈会对当前作用域的状态(包括本地变量、参数等)进行编码，形成被称为“调用帧”(frame)的一块。\

Step 2. 在代码中的C行，f()被调用：首先，将要return到的位置被记录在栈中；然后f的参数a被分配并执行。

栈现在看起来是这样的：共有两个调用帧，一个是位于底部的全局作用域，另一个是其上方 的f()。\

Step 3. id() 在B行中被调用。再次形成了一个调用帧，包含了id将要返回到的地址及其参数x被分配和调用的值。

Step 4. 在行A，结果x被返回。id的调用栈被移除，执行过程跳转到其调用帧中存储的要return的位置，也就是行B。(处理返回值有多种途径，最常见的两种是将结果留在栈中和在寄存器中处理之，此处按下不表)

栈现在是这副模样的了：

Step 5. 在行B中，从id中返回的值将继续返回给f的调用者。照旧，最上面的调用帧被移除，执行过程跳转到要return的位置 -- 行C。

Step 6. 行C接收到返回值3并完成打印工作。

1.2 尾调用优化

function id(x) {
    return x; // (A)
}
function f(a) {
    const b = a + 1;
    return id(b); // (B)
}
console.log(f(2)); // (C)
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回顾上个章节的过程，其实 step 5 是多余的。行B中发生的全部事情其实只不过是把id()中返回的值传递给行C罢了。理想情况是，id()可以自行完成这一步，而跳过二传手 step 5。\

可以通过对行B的函数调用采取不一样的实现方式来达成以上目的。栈在调用发生前是这样的：\

检查这次调用就会发现，它是f()的最后一个行为。一旦id()完成，f()剩余执行的唯一行为就是把前者的结果返回给自身的调用者。因此，f中的变量就不需要了，其调用帧也就可以在这次调用之前被移除了。赋给id()的将要return地址直接可以是f的return地址，也就是行C了。在id()执行期间，栈看起来就是这样的：\

id()返回了数值3，或者可以说它为f()返回了这个值；因为通过行C，该值被传递给了f的调用者。

不难发现，行B的函数调用就是一个尾调用。这样的调用可以在栈0增长的情况下完成。要判断函数调用是否是尾调用，必须检查其是否处于尾部(比如最后一个行为)。下一章节将讲述如何做到。

文章写的太好，以至于只能转载！！！ 文章转载自：juejin.cn/post/684490…

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