末尾再帰 は、再帰呼び出しが関数によって実行される最後のステートメントである再帰関数として定義されます。したがって、基本的に、再帰呼び出しの後に実行するものは何も残されていません。
たとえば、次の C++ 関数 print() は末尾再帰的です。
C
// An example of tail recursive function> void> print(>int> n)> {> >if> (n <0)> >return>;> >printf>(>'%d '>, n);> >// The last executed statement is recursive call> >print(n - 1);> }> |
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C++
// An example of tail recursive function> static> void> print(>int> n)> {> >if> (n <0)> >return>;> >cout <<>' '> << n;> > >// The last executed statement is recursive call> >print(n - 1);> }> // This code is contributed by Aman Kumar> |
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ジャワ
// An example of tail recursive function> static> void> print(>int> n)> {> >if> (n <>0>)> >return>;> >System.out.print(>' '> + n);> >// The last executed statement> >// is recursive call> >print(n ->1>);> }> // This code is contributed by divyeh072019> |
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Python3
# An example of tail recursive function> def> prints(n):> >if> (n <>0>):> >return> >print>(>str>(n), end>=>' '>)> ># The last executed statement is recursive call> >prints(n>->1>)> ># This code is contributed by Pratham76> ># improved by ashish2021> |
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C#
// An example of tail recursive function> static> void> print(>int> n)> {> >if> (n <0)> >return>;> >Console.Write(>' '> + n);> >// The last executed statement> >// is recursive call> >print(n - 1);> }> // This code is contributed by divyeshrabadiya07> |
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JavaScript
> // An example of tail recursive function> function> print(n)> {> >if> (n <0)> >return>;> > >document.write(>' '> + n);> > >// The last executed statement> >// is recursive call> >print(n - 1);> }> // This code is contributed by Rajput-Ji> > |
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時間計算量: の上）
補助スペース: の上）
末尾再帰の必要性:
末尾再帰関数はコンパイラによって最適化できるため、末尾再帰関数は非末尾再帰関数よりも優れていると考えられます。
コンパイラは通常、 スタック 。このスタックは、各再帰呼び出しのパラメーター値を含むすべての関連情報で構成されます。プロシージャが呼び出されるとき、その情報は 押し込まれた スタックに保存され、関数が終了すると情報が ポップした スタックから外します。したがって、非末尾再帰関数の場合、 スタックの深さ (コンパイル中の任意の時点で使用されるスタック領域の最大量) はそれ以上です。
末尾再帰関数を最適化するためにコンパイラが使用する考え方は単純です。再帰呼び出しは最後のステートメントであり、現在の関数には何もすることが残っていないため、現在の関数のスタック フレームを保存しても役に立ちません (詳細については、これを参照してください)詳細）。
非末尾再帰関数を末尾再帰関数として記述して最適化することはできますか?
n の階乗を計算する次の関数を考えてみましょう。
これは非末尾再帰関数です。一見すると末尾再帰のように見えますが。さらに詳しく見てみると、fact(n-1) によって返された値が以下で使用されていることがわかります。 事実(n) 。したがって、への呼び出しは、 事実(n-1) が最後に行ったことではありません 事実(n) 。
C++
#include> using> namespace> std;> // A NON-tail-recursive function. The function is not tail> // recursive because the value returned by fact(n-1) is used> // in fact(n) and call to fact(n-1) is not the last thing> // done by fact(n)> unsigned>int> fact(unsigned>int> n)> {> >if> (n <= 0)> >return> 1;> >return> n * fact(n - 1);> }> // Driver program to test above function> int> main()> {> >cout << fact(5);> >return> 0;> }> |
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ジャワ
class> GFG {> >// A NON-tail-recursive function.> >// The function is not tail> >// recursive because the value> >// returned by fact(n-1) is used> >// in fact(n) and call to fact(n-1)> >// is not the last thing done by> >// fact(n)> >static> int> fact(>int> n)> >{> >if> (n ==>0>)> >return> 1>;> >return> n * fact(n ->1>);> >}> >// Driver program> >public> static> void> main(String[] args)> >{> >System.out.println(fact(>5>));> >}> }> // This code is contributed by Smitha.> |
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Python3
# A NON-tail-recursive function.> # The function is not tail> # recursive because the value> # returned by fact(n-1) is used> # in fact(n) and call to fact(n-1)> # is not the last thing done by> # fact(n)> def> fact(n):> >if> (n>=>=> 0>):> >return> 1> >return> n>*> fact(n>->1>)> # Driver program to test> # above function> if> __name__>=>=> '__main__'>:> >print>(fact(>5>))> # This code is contributed by Smitha.> |
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C#
using> System;> class> GFG {> >// A NON-tail-recursive function.> >// The function is not tail> >// recursive because the value> >// returned by fact(n-1) is used> >// in fact(n) and call to fact(n-1)> >// is not the last thing done by> >// fact(n)> >static> int> fact(>int> n)> >{> >if> (n == 0)> >return> 1;> >return> n * fact(n - 1);> >}> >// Driver program to test> >// above function> >public> static> void> Main() { Console.Write(fact(5)); }> }> // This code is contributed by Smitha> |
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PHP
// A NON-tail-recursive function. // The function is not tail // recursive because the value // returned by fact(n-1) is used in // fact(n) and call to fact(n-1) is // not the last thing done by fact(n) function fact( $n) { if ($n == 0) return 1; return $n * fact($n - 1); } // Driver Code echo fact(5); // This code is contributed by Ajit ?>>> |
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JavaScript
> // A NON-tail-recursive function.> // The function is not tail> // recursive because the value> // returned by fact(n-1) is used> // in fact(n) and call to fact(n-1)> // is not the last thing done by> // fact(n)> function> fact(n)> {> >if> (n == 0)> >return> 1;> > >return> n * fact(n - 1);> }> // Driver code> document.write(fact(5));> // This code is contributed by divyeshrabadiya07> > |
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>出力
120>
時間計算量: の上）
補助スペース: の上）
上記の関数は、末尾再帰関数として作成できます。もう 1 つの引数を使用し、階乗値を 2 番目の引数に累積するという考え方です。 nが0になったら累積値を返します。
以下は末尾再帰関数を使用した実装です。
C++
#include> using> namespace> std;> // A tail recursive function to calculate factorial> unsigned factTR(unsigned>int> n, unsigned>int> a)> {> >if> (n <= 1)> >return> a;> >return> factTR(n - 1, n * a);> }> // A wrapper over factTR> unsigned>int> fact(unsigned>int> n) {>return> factTR(n, 1); }> // Driver program to test above function> int> main()> {> >cout << fact(5);> >return> 0;> }> |
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ジャワ
// Java Code for Tail Recursion> class> GFG {> >// A tail recursive function> >// to calculate factorial> >static> int> factTR(>int> n,>int> a)> >{> >if> (n <=>0>)> >return> a;> >return> factTR(n ->1>, n * a);> >}> >// A wrapper over factTR> >static> int> fact(>int> n) {>return> factTR(n,>1>); }> >// Driver code> >static> public> void> main(String[] args)> >{> >System.out.println(fact(>5>));> >}> }> // This code is contributed by Smitha.> |
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クズリ対アナグマ
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Python3
# A tail recursive function> # to calculate factorial> def> fact(n, a>=>1>):> >if> (n <>=> 1>):> >return> a> >return> fact(n>-> 1>, n>*> a)> # Driver program to test> # above function> print>(fact(>5>))> # This code is contributed> # by Smitha> # improved by Ujwal, ashish2021> |
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C#
// C# Code for Tail Recursion> using> System;> class> GFG {> >// A tail recursive function> >// to calculate factorial> >static> int> factTR(>int> n,>int> a)> >{> >if> (n <= 0)> >return> a;> >return> factTR(n - 1, n * a);> >}> >// A wrapper over factTR> >static> int> fact(>int> n) {>return> factTR(n, 1); }> >// Driver code> >static> public> void> Main()> >{> >Console.WriteLine(fact(5));> >}> }> // This code is contributed by Ajit.> |
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>
PHP
// A tail recursive function // to calculate factorial function factTR($n, $a) { if ($n <= 0) return $a; return factTR($n - 1, $n * $a); } // A wrapper over factTR function fact($n) { return factTR($n, 1); } // Driver program to test // above function echo fact(5); // This code is contributed // by Smitha ?>>> |
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JavaScript
> // Javascript Code for Tail Recursion> // A tail recursive function> // to calculate factorial> function> factTR(n, a)> {> >if> (n <= 0)> >return> a;> > >return> factTR(n - 1, n * a);> }> > // A wrapper over factTR> function> fact(n)> {> >return> factTR(n, 1);> }> // Driver code> document.write(fact(5));> // This code is contributed by rameshtravel07> > > |
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>出力
120>
時間計算量: の上）
補助スペース: ○(1)
このトピックに関する次の記事:
- テールコールの排除
- QuickSort 末尾呼び出しの最適化 (最悪の場合のスペースを Log n に削減)