reddit上的一个帖子提出了一个很有趣的问题:

尾递归函数可以简单地转换为迭代函数。其他的可以通过使用显式堆栈进行转换。每个递归都能转化为迭代吗?

文章中的(counter?)例子是:

(define (num-ways x y)
  (case ((= x 0) 1)
        ((= y 0) 1)
        (num-ways2 x y) ))

(define (num-ways2 x y)
  (+ (num-ways (- x 1) y)
     (num-ways x (- y 1))

当前回答

基本上是的,从本质上讲,你最终不得不做的是将方法调用(隐式地将状态推入堆栈)替换为显式的堆栈推入,以记住“前一个调用”已经到达的位置,然后执行“被调用的方法”。

我可以想象,通过模拟方法调用,循环、堆栈和状态机的组合可以用于所有场景。这是否会“更好”(或者更快,或者在某种意义上更有效)是不可能笼统地说的。

其他回答

递归不只是在堆栈上调用相同的函数,一旦函数消亡,它就会从堆栈中删除。因此,总是可以使用显式堆栈来管理使用迭代的相同操作的调用。 所以,所有递归代码都可以转换为迭代。

是否总是可以为每个递归函数编写非递归形式?

是的。一个简单的形式证明是,微递归和非递归演算(如GOTO)都是图灵完备的。由于所有的图灵完备演算在表达能力上是严格等价的,所以所有的递归函数都可以用非递归图灵完备演算来实现。

不幸的是,我无法在网上找到一个好的,正式的GOTO定义,所以这里有一个:

GOTO程序是在寄存器机器上执行的命令序列P,这样P是以下其中之一:

HALT,停止执行 R = R + 1,其中R是任意寄存器 R = R - 1,其中R是任意寄存器 GOTO x,其中x是一个标签 IF r≠0 GOTO x,其中r是任意寄存器,x是一个标签 一个标签,后面跟着上面的任何命令。

然而,递归函数和非递归函数之间的转换并不总是简单的(除非手动重新实现调用堆栈)。

欲了解更多信息,请参阅这个答案。

是的,显式地使用堆栈(但恕我直言,递归读起来要舒服得多)。

原则上,在数据结构和调用堆栈都具有无限状态的语言中,总是可以删除递归并替换为迭代。这是丘奇-图灵论文的一个基本结论。

Given an actual programming language, the answer is not as obvious. The problem is that it is quite possible to have a language where the amount of memory that can be allocated in the program is limited but where the amount of call stack that can be used is unbounded (32-bit C where the address of stack variables is not accessible). In this case, recursion is more powerful simply because it has more memory it can use; there is not enough explicitly allocatable memory to emulate the call stack. For a detailed discussion on this, see this discussion.

基本上是的,从本质上讲,你最终不得不做的是将方法调用(隐式地将状态推入堆栈)替换为显式的堆栈推入,以记住“前一个调用”已经到达的位置,然后执行“被调用的方法”。

我可以想象,通过模拟方法调用,循环、堆栈和状态机的组合可以用于所有场景。这是否会“更好”(或者更快,或者在某种意义上更有效)是不可能笼统地说的。