使用Java实现算法为什么慎用递归

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现象 ：

递归是我们很经典的一种算法实现，可以很好的描述一个算法的原理!对于算法的描述、表现和代码结构理解上，递归都是不错的选择!

但是本文想说的是java实现一个递归算法的时候尽量不要用递归实现，而是转换成的非递归实现。

最近在实现一个比较复杂算法的时候，尝试了一下，非递归实现相比递归实现速度上能提升1/3。

以下面一个简单的例子来说：(注：为了描述简单，所以这里只用一个简单的例子)

输入参数：N

输出结果: log1+log2+log3+....+logN

两种实现代码如下：

Java代码

package test;         public class RecursiveTest {         /**         * 递归实现         *          * @param n         * @return         */        public static double recursive(long n) {             if (n == 1) {                 return Math.log(1);             } else {                 return Math.log(n) + recursive(n - 1);             }         }             /**         * 非递归实现         *          * @param n         * @return         */        public static double directly(long n) {             double result = 0;             for (int i = 1; i <= n; i++) {                 result += Math.log(i);             }             return result;         }             public static void main(String[] args) {             int i = 5000000;             long test = System.nanoTime();             long start1 = System.nanoTime();             double r1 = recursive(i);             long end1 = System.nanoTime();             long start2 = System.nanoTime();             double r2 = directly(i);             long end2 = System.nanoTime();                 System.out.println("recursive result:" + r1);             System.out.println("recursive time used:" + (end1 - start1));             System.out.println("non-recursive result:" + r2);             System.out.println("non-recursive time used:" + (end2 - start2));         }     }

得到运行结果如下：

recursive result:7.212475098340103E7  recursive time used:539457109   non-recursive result:7.212475098340103E7  non-recursive time used:282479757

可以看出递归的运行时间是非递归运行时间将近2倍。

(注:以上代码还是在-Xss200m的参数下运行的，如果栈空间不足，直接不能运行)

原因简单分析：

上图是java线程栈的结构。java将为每个线程维护一个堆栈，堆栈里将为每个方法保存一个栈帧，栈帧代表了一个方法的运行状态。 也就是我们常说的方法栈。***一个为当前运行的栈帧。

那么每一次方法调用会涉及：

1.为新调用方法的生成一个栈帧

2.保存当前方法的栈帧状态

3.栈帧上下文切换，切换到***的方法栈帧。

递归实现将导致在栈内存的消耗(往往需要调整Xss参数)和因为创建栈帧和切换的性能开销，最终大大的影响效率!

所以，如果你想提升你的算法效率，不要使用递归实现是一个基础原则!

另外，递归是我们用来理解算法的一个方法，当用代码来实现的时候基本都可以转换成非递归的代码实现!

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