为什么这个scala尾递归函数会抛出java.lang.StackOverflowError

Question

下面的简单函数是尾递归的。但是，它仍然会抛出 java.lang.StackOverflowError。谁能帮我理解我为什么会得到这个？

我已经尝试使用包含数百万项列表的尾递归函数，但从未得到StackOverflowError。还是这个函数不是尾递归的？

def recursion(i: Int): Int = {
  if (i == 20000) i
  else {
    recursion(i + 1)
  }
}

recursion(0)

更新：添加@tailrec 确实可以解决问题，即使我将限制增加到 2147483647。感谢@tiran 的回答

Answer 1

该函数是尾递归的，实际上编译器会按预期对其进行优化。您的示例在我的 scala 2.11.2 REPL 中运行良好（我添加了几个零，只是为了更好地证明这一点）

scala> def recursion(i: Int): Int = {
     |   if (i == 2000000) i
     |   else {
     |     recursion(i + 1)
     | }
     | }
recursion: (i: Int)Int

scala> recursion(0)
res0: Int = 2000000

关于@tailrec，它不能“解决”任何事情。 @tailrec 是一个注解，在无法对注解函数执行尾调用优化 (TCO) 时触发编译时错误。

因此，无论@tailrec 注释如何，总是尽可能执行 TCO。

由于您的问题在重新编译后就消失了，因此您的 IDE 可能处于某种肮脏状态，并且编辑只是触发了干净的编译。代码从一开始就很好。

Answer 2

在每种语言中，由于存在局部差异，每次调用函数时，都会在称为“堆栈”的内存区域上创建一个新分配，以存储有关函数的信息，例如参数和返回地址。当函数返回时，您释放相应的堆栈块并返回给调用者。

假设你有这样一个函数：

def f(i:Integer) = {
  if (i <= 0) 0
 else f(i-1)
}

如果你调用 f(3)，你会得到：

f(3) -> 调用 -> f(2) -> 调用 -> f(1) -> 调用 -> f(0)

当你的堆栈达到最大高度时，看起来像：

stack(f(0))
stack(f(1))
stack(f(2))
stack(f(3))

一旦 f(0) 调用返回，它的块就会被释放，并且依次释放 f(1)、f(2)、f(3) 中的块，并且您的堆栈会缩小。

程序的堆栈在任何时候都可以具有的最大高度有限制。你的函数递归了 20000 次，超过了这个限制，所以 JVM 生气并抛出异常。

添加@tailrec 告诉计算机将您的函数编译为尾递归，即（或多或少）在不分配堆栈空间的while循环中对其进行转换，例如：

def recursion(i:Int) = {
  while(i<20000) {
    i++
  }
  i
}

因此，您不会打破堆栈上限 :)

编辑：正如其他人指出的那样，@tailrec 不会告诉编译器执行 TCO，而是在无法对方法执行 TCO 时要求编译器失败，从而在编译的情况下保证方法的 TCO成功。