In C++ if the recursive function is a templated one, then the compiler has more chance to optimize it, as all the type deduction and function instantiations will occur in compile time. Modern compilers can also inline the function if possible. So if one uses optimization flags like -O3 or -O2 in g++, then recursions may have the chance to be faster than iterations. In iterative codes, the compiler gets less chance to optimize it, as it is already in the more or less optimal state (if written well enough).

在我的例子中，我试图通过使用Armadillo矩阵对象，以递归和迭代的方式来实现矩阵求幂。算法可以在这里找到…https://en.wikipedia.org/wiki/Exponentiation_by_squaring。 我的函数是模板化的，我已经计算了1,000,000个12x12矩阵的10次方。我得到了以下结果:

iterative + optimisation flag -O3 -> 2.79.. sec
recursive + optimisation flag -O3 -> 1.32.. sec

iterative + No-optimisation flag  -> 2.83.. sec
recursive + No-optimisation flag  -> 4.15.. sec

这些结果是使用gcc-4.8与c++11标志(-std=c++11)和Armadillo 6.1与Intel mkl获得的。英特尔编译器也显示了类似的结果。

递归在某些情况下非常有用。例如，考虑查找阶乘的代码

int factorial ( int input )
{
  int x, fact = 1;
  for ( x = input; x > 1; x--)
     fact *= x;
  return fact;
}

现在用递归函数来考虑这个问题

int factorial ( int input )
{
  if (input == 0)
  {
     return 1;
  }
  return input * factorial(input - 1);
}

通过观察这两个，我们可以看到递归很容易理解。 但如果不小心使用，它也会很容易出错。 假设如果我们错过了if (input == 0)，那么代码将执行一段时间，并以堆栈溢出结束。

我发现了这些方法之间的另一个不同之处。 它看起来简单而不重要，但当你准备面试时，它有一个非常重要的角色，所以仔细看。

简而言之: 1)迭代后序遍历并不容易——这使得DFT更加复杂 2)循环检查更容易递归

细节:

在递归的情况下，很容易创建前后遍历:

想象一个相当标准的问题:“当任务依赖于其他任务时，打印所有应该执行的任务以执行任务5”

例子:

    //key-task, value-list of tasks the key task depends on
    //"adjacency map":
    Map<Integer, List<Integer>> tasksMap = new HashMap<>();
    tasksMap.put(0, new ArrayList<>());
    tasksMap.put(1, new ArrayList<>());

    List<Integer> t2 = new ArrayList<>();
    t2.add(0);
    t2.add(1);
    tasksMap.put(2, t2);

    List<Integer> t3 = new ArrayList<>();
    t3.add(2);
    t3.add(10);
    tasksMap.put(3, t3);

    List<Integer> t4 = new ArrayList<>();
    t4.add(3);
    tasksMap.put(4, t4);

    List<Integer> t5 = new ArrayList<>();
    t5.add(3);
    tasksMap.put(5, t5);

    tasksMap.put(6, new ArrayList<>());
    tasksMap.put(7, new ArrayList<>());

    List<Integer> t8 = new ArrayList<>();
    t8.add(5);
    tasksMap.put(8, t8);

    List<Integer> t9 = new ArrayList<>();
    t9.add(4);
    tasksMap.put(9, t9);

    tasksMap.put(10, new ArrayList<>());

    //task to analyze:
    int task = 5;


    List<Integer> res11 = getTasksInOrderDftReqPostOrder(tasksMap, task);
    System.out.println(res11);**//note, no reverse required**

    List<Integer> res12 = getTasksInOrderDftReqPreOrder(tasksMap, task);
    Collections.reverse(res12);//note reverse!
    System.out.println(res12);

    private static List<Integer> getTasksInOrderDftReqPreOrder(Map<Integer, List<Integer>> tasksMap, int task) {
         List<Integer> result = new ArrayList<>();
         Set<Integer> visited = new HashSet<>();
         reqPreOrder(tasksMap,task,result, visited);
         return result;
    }

private static void reqPreOrder(Map<Integer, List<Integer>> tasksMap, int task, List<Integer> result, Set<Integer> visited) {

    if(!visited.contains(task)) {
        visited.add(task);
        result.add(task);//pre order!
        List<Integer> children = tasksMap.get(task);
        if (children != null && children.size() > 0) {
            for (Integer child : children) {
                reqPreOrder(tasksMap,child,result, visited);
            }
        }
    }
}

private static List<Integer> getTasksInOrderDftReqPostOrder(Map<Integer, List<Integer>> tasksMap, int task) {
    List<Integer> result = new ArrayList<>();
    Set<Integer> visited = new HashSet<>();
    reqPostOrder(tasksMap,task,result, visited);
    return result;
}

private static void reqPostOrder(Map<Integer, List<Integer>> tasksMap, int task, List<Integer> result, Set<Integer> visited) {
    if(!visited.contains(task)) {
        visited.add(task);
        List<Integer> children = tasksMap.get(task);
        if (children != null && children.size() > 0) {
            for (Integer child : children) {
                reqPostOrder(tasksMap,child,result, visited);
            }
        }
        result.add(task);//post order!
    }
}

注意，递归后序遍历不需要对结果进行后续反转。孩子先打印，你的任务最后打印。一切都很好。您可以执行递归的预顺序遍历(上面也显示了)，这将需要反转结果列表。

迭代方法并不那么简单!在迭代(一个堆栈)方法中，你只能做一个预排序遍历，所以你必须在最后反转结果数组:

    List<Integer> res1 = getTasksInOrderDftStack(tasksMap, task);
    Collections.reverse(res1);//note reverse!
    System.out.println(res1);

    private static List<Integer> getTasksInOrderDftStack(Map<Integer, List<Integer>> tasksMap, int task) {
    List<Integer> result = new ArrayList<>();
    Set<Integer> visited = new HashSet<>();
    Stack<Integer> st = new Stack<>();


    st.add(task);
    visited.add(task);

    while(!st.isEmpty()){
        Integer node = st.pop();
        List<Integer> children = tasksMap.get(node);
        result.add(node);
        if(children!=null && children.size() > 0){
            for(Integer child:children){
                if(!visited.contains(child)){
                    st.add(child);
                    visited.add(child);
                }
            }
        }
        //If you put it here - it does not matter - it is anyway a pre-order
        //result.add(node);
    }
    return result;
}

看起来很简单，不是吗?

但在一些面试中，这是一个陷阱。

It means the following: with the recursive approach, you can implement Depth First Traversal and then select what order you need pre or post(simply by changing the location of the "print", in our case of the "adding to the result list"). With the iterative (one stack) approach you can easily do only pre-order traversal and so in the situation when children need be printed first(pretty much all situations when you need start print from the bottom nodes, going upwards) - you are in the trouble. If you have that trouble you can reverse later, but it will be an addition to your algorithm. And if an interviewer is looking at his watch it may be a problem for you. There are complex ways to do an iterative post-order traversal, they exist, but they are not simple. Example:https://www.geeksforgeeks.org/iterative-postorder-traversal-using-stack/

因此，底线是:我会在面试中使用递归，这样更容易管理和解释。在任何紧急情况下，您都可以轻松地从前顺序遍历到后顺序遍历。在迭代中，你就没有那么灵活了。

我会使用递归，然后说:“好吧，但是迭代可以让我更直接地控制使用的内存，我可以很容易地测量堆栈大小，并禁止一些危险的溢出。”

递归的另一个优点——避免/注意图中的循环更简单。

例子(preudocode):

dft(n){
    mark(n)
    for(child: n.children){
        if(marked(child)) 
            explode - cycle found!!!
        dft(child)
    }
    unmark(n)
}

我认为在(非尾)递归中，每当函数被调用时，分配一个新的堆栈等都会受到性能影响(当然取决于语言)。

Your performance deteriorates when using recursion because calling a method, in any language, implies a lot of preparation: the calling code posts a return address, call parameters, some other context information such as processor registers might be saved somewhere, and at return time the called method posts a return value which is then retrieved by the caller, and any context information that was previously saved will be restored. the performance diff between an iterative and a recursive approach lies in the time these operations take.

从实现的角度来看，当处理调用上下文所需的时间与执行方法所需的时间相当时，您才真正开始注意到差异。如果递归方法的执行时间比调用上下文管理部分要长，那么就采用递归方法，因为代码通常更易于阅读和理解，而且不会注意到性能损失。否则，出于效率考虑，可以进行迭代。

使用递归，每次“迭代”都会产生函数调用的成本，而使用循环，你通常只需要支付递增/递减的代价。因此，如果循环的代码并不比递归解决方案的代码复杂多少，循环通常会优于递归。