确保尾递归函数得到优化的 Scala 注释是什么？

Question

我认为有@tailrec 注释来确保编译器将优化尾递归函数。你只是把它放在声明的前面吗？如果在脚本模式下使用 Scala（例如在 REPL 下使用 :load <file>），它是否也有效？

Answer 1

来自“Tail calls, @tailrec and trampolines”博文：

• 在 Scala 2.8 中，您还可以使用新的 @tailrec 注释来获取有关哪些方法得到优化的信息。
  此注解可让您标记希望编译器优化的特定方法。
  如果编译器未优化它们，您将收到警告。
• 在 Scala 2.7 或更早版本中，您需要依靠手动测试或检查字节码来确定方法是否已优化。

例子：

您可以添加一个@tailrec 注释，这样您就可以确保您的更改已经生效。

import scala.annotation.tailrec

class Factorial2 {
  def factorial(n: Int): Int = {
    @tailrec def factorialAcc(acc: Int, n: Int): Int = {
      if (n <= 1) acc
      else factorialAcc(n * acc, n - 1)
    }
    factorialAcc(1, n)
  }
}

---

它在 REPL 中工作（来自Scala REPL tips and tricks 的示例）：

C:\Prog\Scala\tests>scala
Welcome to Scala version 2.8.0.RC5 (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.6.0_18).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.

scala> import scala.annotation.tailrec
import scala.annotation.tailrec

scala> class Tails {
     | @tailrec def boom(x: Int): Int = {
     | if (x == 0) throw new Exception("boom!")
     | else boom(x-1)+ 1
     | }
     | @tailrec def bang(x: Int): Int = {
     | if (x == 0) throw new Exception("bang!")
     | else bang(x-1)
     | }
     | }
<console>:9: error: could not optimize @tailrec annotated method: it contains a recursive call not in tail position
       @tailrec def boom(x: Int): Int = {
                    ^
<console>:13: error: could not optimize @tailrec annotated method: it is neither private nor final so can be overridden
       @tailrec def bang(x: Int): Int = {
                    ^

Answer 2

Scala 编译器会自动优化任何真正的尾递归方法。如果您使用 @tailrec 注释对您认为是尾递归的方法进行注释，那么如果该方法实际上不是尾递归的，编译器将警告您。这使得 @tailrec 注释成为一个好主意，既可以确保方法当前是可优化的，又可以在修改时保持可优化。

请注意，如果一个方法可以被覆盖，Scala 不会认为它是尾递归的。因此，该方法必须是私有的、最终的、在对象上（与类或特征相反）或在另一个要优化的方法内。

Answer 3

注解是scala.annotation.tailrec。如果方法不能进行尾调用优化，则会触发编译器错误，如果发生这种情况：

1. 递归调用不在尾部位置
2. 可以重写该方法
3. 方法不是最终的（前面的特殊情况）

它位于方法定义中的def 之前。它适用于 REPL。

这里我们导入注解，并尝试将方法标记为@tailrec。

scala> import annotation.tailrec
import annotation.tailrec

scala> @tailrec def length(as: List[_]): Int = as match {  
     |   case Nil => 0
     |   case head :: tail => 1 + length(tail)
     | }
<console>:7: error: could not optimize @tailrec annotated method: it contains a recursive call not in tail position
       @tailrec def length(as: List[_]): Int = as match { 
                    ^

哎呀！最后一次调用是1.+()，而不是length()！让我们重新制定方法：

scala> def length(as: List[_]): Int = {                                
     |   @tailrec def length0(as: List[_], tally: Int = 0): Int = as match {
     |     case Nil          => tally                                       
     |     case head :: tail => length0(tail, tally + 1)                    
     |   }                                                                  
     |   length0(as)
     | }
length: (as: List[_])Int

请注意，length0 自动是私有的，因为它是在另一个方法的范围内定义的。