尾调用
尾调用大概是这么一种情况：
函数A里面调用了函数B。
函数B执行后，函数A马上返回。
也就是说调用函数B（并返回执行结果）是函数A所做的最后一件事。
相当于执行完函数B后，函数A也就执行完。
因此在执行函数B时，函数A的栈帧其实是已经大部分没用了，可以被修改或覆盖。编译器可以利用这一点进行优化，函数B执行后直接返回到函数A的调用者。
这里有一点需要注意：它是来自于编译器的优化。 这一点点的优化对于普通的尾调用来说可能意义不大，但是对于尾递归来说就很重要了。
尾递归
尾递归是一种基于尾调用形式的递归，相当于前面说的函数B就是函数A本身。
普通递归会存在的一些问题是，每递归一层就会消耗一定的栈空间，递归过深还可能导致栈溢出，同时又是函数调用，免不了push来pop去的，消耗时间。
采用尾调用的形式来实现递归，即尾递归，理论上可以解决普通递归的存在的问题。因为下一层递归所用的栈帧可以与上一层有重叠（利用jmp来实现），局部变量可重复利用，不需要额外消耗栈空间，也没有push和pop。
再次提一下，它的实际效果是来自于编译器的优化（目前的理解）。在使用尾递归的情况下，编译器觉得合适就会将递归调用优化成循环。目前大多数编译器 都是支持尾递归优化的。有一些语言甚至十分依赖于尾递归（尾调用），比如erlang或其他函数式语言（传说它们为了更好的处理 continuation-passing style）。
假如不存在优化，大家真刀真枪进行函数调用，那尾递归是毫无优势可言的，甚至还有缺点——代码写起来不直观。
现代编译器的优化能力很强悍，很多情况下编译器优化起来毫不手软（于是有了volatile）。但有时编译器又很傲娇，你需要主动给它一点信号，它才肯优化。尾递归就相当于传递一个信号给编译器，尽情优化我吧！
测试
为了验证尾递归优化，可以写个小程序进行测试。在VS2010下将使用/O1或以上的优化选项，一般就会尾递归优化。Gcc3.2.2（这版本好旧）下一般需要使用-O2优化选项。
先看看普通递归：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
| // 递归
int factorial(int n)
{
if(n <= 2)
{
return 1;
}
else
{
return factorial(n-1) + factorial(n-2);
}
}
|
其汇编代码：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
| 0100401371 push %ebp
0200401372 mov %esp,%ebp
0300401374 push %ebx
0400401375 sub $0x14,%esp
0500401378 cmpl $0x2,0x8(%ebp)
060040137C jg 0x401385 <factorial+20>
070040137E mov $0x1,%eax
0800401383 jmp 0x4013a4 <factorial+51>
0900401385 mov 0x8(%ebp),%eax
1000401388 dec %eax
1100401389 mov %eax,(%esp)
120040138C call 0x401371 <factorial>
1300401391 mov %eax,%ebx
1400401393 mov 0x8(%ebp),%eax
1500401396 sub $0x2,%eax
1600401399 mov %eax,(%esp)
170040139C call 0x401371 <factorial>
18004013A1 lea (%ebx,%eax,1),%eax
19004013A4 add $0x14,%esp
20004013A7 pop %ebx
21004013A8 leave
22004013A9 ret
|
在0040138C,0040139C这些位置，我们看到递归仍然是使用call指令，那么尾递归在汇编角度是怎么处理的呢？
尾递归：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
| int factorial_tail(int n,int acc1,int acc2)
{
if (n < 2)
{
return acc1;
}
else
{
return factorial_tail(n-1,acc2,acc1+acc2);
}
}
|
其汇编代码：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
| 0100401381 push %ebp
0200401382 mov %esp,%ebp
0300401384 sub $0x18,%esp
0400401387 cmpl $0x1,0x8(%ebp)
050040138B jg 0x401392 <factorial_tail+17>
060040138D mov 0xc(%ebp),%eax
0700401390 jmp 0x4013b2 <factorial_tail+49>
0800401392 mov 0x10(%ebp),%eax
0900401395 mov 0xc(%ebp),%edx
1000401398 lea (%edx,%eax,1),%eax
110040139B mov 0x8(%ebp),%edx
120040139E dec %edx
130040139F mov %eax,0x8(%esp)
14004013A3 mov 0x10(%ebp),%eax
15004013A6 mov %eax,0x4(%esp)
16004013AA mov %edx,(%esp)
17004013AD call 0x401381 <factorial_tail>
18004013B2 leave
19004013B3 ret
|
在00401390位置上，尾递归是直接使用jmp实现循环跳转。
