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尾调用与尾递归---->节省内存--->解决堆栈溢出

尾调用与尾递归---->节省内存--->解决堆栈溢出

作者: 即将牛逼的蛋蛋 | 来源:发表于2020-03-18 17:15 被阅读0次

    函数的扩展

    rest参数

    rest参数用于获取函数的多余参数,不需要使用arguments对象。rest参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入其中

    function add(...values){
        let sum = 0;
        console.log(values)
        for(var val of values){
            sum += val;
        }
        return sum;
    }
    
    add(2,3,5)
    
    // add穿的参数是三个字符串,使用rest参数,则将传入的三个字符串变成数组的三个元素。就不需要再去使用arguments,而且数组特有的方法都可以用于这个数组。
    

    箭头函数

    基本用法

    // 有一个参数
    var f = v => v;
    ////// 等同于
    var f = function(v){
        return v;
    }
    //////////////////////////////////////////////////////////////
    // 无参数或者多个参数
    var f = () => 5;
    ////// 等同于
    var f = function(){
        return 5;
    }
    //////////////////////////////////////////////////////////////
    //// 求和
    var sum = (sum1, sum2) => sum1 + sum2;
    /////////////////////////////////////////////
    ////// 返回一个对象  外面加()   {}  代表的是代码块,返回对象 外面必须加()
    var getObj = id => ({id,name:'111'})
    /////////////////////////////////////////////////////////////
    ////// 与变量结构使用
    const getInfo = ({name,age}) => name + '是' + age
    getInfo({name:1,age:2}) //  1是2
    /////////////////////////////////////////////////////////////
    // 简化函数
    [1,2,3].map(function(x){
        return x * x
    })
    // 简写
    [1,2,3].map(x => x * x)
    
    var result = values.sort(function(a,b){
        return a - b
    })
    // 简写
    var result = values.sort((a,b) => a - b);
    /////////////////////////////////////////////////////////////
    // 结合rest参数
    const numbers = (...nums) => nums;
    numbers(1,2,3) // [1,2,3]
    
    const arr = (a,...b) => [a,b]
    arr(1,2,3,4); // [1,[2,3,4]]
    

    注意事项

    • 函数体内的this对象就是定义时所在的对象,不是使用时所在的对象
    • 不能当做构造函数,不可以使用new命令,会报错
    • 不可以使用arguments,使用rest参数代替
    • 不可以使用yield命令,因此箭头函数不能作为Generator函数

    关于this的指向问题

    function foo(){
        setTimeout(()=>{
            console.log(this.id)
        },100)
    }
    var id = 21
    foo() // 21   相当于window.foo()
    foo.call({id:42}); // 42   给foo绑定了指定的所在的对象
    ////////////////////////////////////////////////////////////
    ////// 剪头函数总是指向函数定义生效时所在的对象  
    ///  可以简单的理解为 剪头函数体内的this,当没有强制性的给this绑定对象时,指向的就是window,如果绑定了定义时的对象,那指向的就是绑定的对象,如果还不理解,在多看几个例子
    
    function Timer(){
        this.s1 = 0;
        this.s2 = 0;
        // 箭头函数
        setTimeout(()=>{
            console.log(this) 
            this.s1 ++;
        } ,1000)
        // 普通函数
        setTimeout(function(){
            console.log(this)
            this.s2 ++ 
        },1000)
    }
    
    var time = new Timer();
    time.s1 // 1 
    time.s2 // 0
    ///////////  把 this 的值输出之后不难发现,箭头函数绑定的是定义生效的对象,也就是timer,而setTimeout里的匿名函数的this则指向 window     匿名函数的执行环境具有全局性,this 通常指向 window
    // 可以这样更改普通函数内 this 的指向  
    function Timer(){
        this.s1 = 0;
        this.s2 = 0;
        // 箭头函数
        setTimeout(()=>{
            console.log(this)
            this.s1 ++;
        } ,1000)
        // 普通函数
        var that = this;
        setTimeout(function(){
            console.log(that)
            that.s2 ++ 
        },1000)
    }
    var time = new Timer();
    time.s1 // 1 
    time.s2 // 1
    

    多重嵌套

    let insert = value => ({ into: array => ( { after: afterValue => { array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1,0,value );return array } } ) })
    insert(2).into([1,3]).after(1) // [1,2,3] 在索引 1 的位置增加一个元素
    

    绑定this

    es7的一个提案。暂时略过。

    尾调用

    尾调用:某个函数的最后一步是调用另一个函数

    用法

    function f(x){
        return g(x);
    }
    // 函数的最后一步操作是调用函数 g ,不能有其他的任何操作
    function f(x){
        if(x > 0){
            return m(x)
        }
        return n(x)
    }
    

    优化

    调用帧:函数调用会在内部想成一个“调用记录”,保存位置和内部变量等信息

    尾调用由于是函数的最后一步操作,所以不需要保留外层函数的调用帧,因为保存位置和内部变量都不在用到。

    function f(){
        let m = 1;
        let n = 2;
        return g(m + n);
    }
    f();
    /// 等同于
    function f(){
        return g(3);
    }
    f();
    /// 等同于
    g(3);
    

    上面的代码中,属于尾调用,调用到最后完全可以删除f()的调用帧,只保留g(3)的调用帧,大大的节省了内存

    尾递归

    函数最后调用自身

    递归耗内存,对于尾递归来说,只存在一个调用帧,所以节省内存,不会发生“栈溢出”

    function factorial(n){
        if(n == 1){
            return 1
        }
        return n * factorial(n-1)
    }
    factorial(5) // 120
    // 阶乘递归函数    需要保存n个调用记录,如果计算数大,就会栈溢出,复杂度为 O(n)
    // 改写成尾递归
    function factorial(n, total){
        if(n == 1){
            return total
        }
        return factorial(n - 1, n * total)
    }
    factorial(5,1) // 120
    ////// 只有一个调用帧 节省内存
    

    可以用一个例子来证明 确实尾递归不存在 栈溢出 著名的Fibonacci数列

    Fibonacci数列:斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波那契数列以如下被以递推的方法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)(n ≥ 3,n ∈ N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用,为此,美国数学会从 1963 年起出版了以《斐波纳契数列季刊》为名的一份数学杂志,用于专门刊载这方面的研究成果。

    function Fibonacci(n){
        if(n <= 1){
            return 1
        }
        return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n - 2)
    }
    Fibonacci(10)  // 89
    Fibonacci(100) //  不建议运行  当前页直接卡死  无奈之下 只能强制退出谷歌浏览器
    ///////////////////////////////   见证奇迹的时刻来了
    /// 使用尾递归优化
    function Fibonacci(n, ac1 = 1, ac2 = 1){
        if( n <= 1){
            return ac2
        }
        return Fibonacci(n - 1, ac2, ac1 + ac2)
    }
    ///// 再来试一下
    Fibonacci(10) // 89
    Fibonacci(100) // 573147844013817200000
    
    //////// 此时已不存在堆栈溢出  页面卡死的状况  充分说明尾调用和尾递归可以充分的节省内存!!!!!
    

    递归函数的改写,如果要修改之前的代码,会发现需要改动的地方比较多,参数也需要改动,所以通过es6的参数默认值可以很大帮助我们优化递归函数为尾递归

    //// 原代码
    function factorial(n){
        if(n == 1){
            return 1
        }
        return n * factorial(n-1)
    }
    factorial(5) // 120
    
    // es6 改写尾递归
    function factorial(n,total = 1){
        if(n == 1){
            return total
        }
        return factorial(n - 1, n * total)
    }
    factorial(5) // 120
    

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