JavaScript中的遞迴

阿新 • • 發佈：2020-12-05

原文連結

1. 遞迴是啥?

遞迴概念很簡單，“自己呼叫自己”（下面以函式為例）。

在分析遞迴之前，需要了解下 JavaScript 中“壓棧”（call stack）概念。

2. 壓棧與出棧

棧是什麼？可以理解是在記憶體中某一塊區域，這個區域比喻成一個箱子，你往箱子裡放些東西，這動作就是壓棧。所以最先放下去的東西在箱子最底下，最後放下去的在箱子最上面。把東西從箱子中拿出來可以理解為出棧。

所以得出結論，我們有個習慣，拿東西是從上面往下拿，最先放下去的東西在箱子的最底下，最後才能拿到。

在 JavaScript 中，呼叫函式時，都會發生壓棧行為，遇到含return關鍵字的句子或執行結束後，才會發生出棧（pop）。

來看個例子，這個段程式碼執行順序是怎樣的？

function fn1() {
    return 'this is fn1'
}
function fn2() {
    fn3()
    return 'this is fn2'
}

function fn3() {
    let arr = ['apple', 'banana', 'orange']
    return arr.length
}
function fn() {
    fn1()
    fn2()
    console.log('All fn are done')
}
fn()

上面發生了一系列壓棧出棧的行為：

首先，一開始棧（箱子）是空的
函式fn執行，fn先壓棧，放在棧（箱子）最底下
在函式 fn 內部，先執行函式fn1，fn1壓棧在fn上面
函式fn1執行，遇到return關鍵字，返回this is fn1，fn1出棧，箱子裡現在只剩下fn
回到fn內部，fn1執行完後，函式fn2開始執行，fn2壓棧，但是在fn2內部，遇到fn3，開始執行fn3，所以fn3壓棧
此時棧中從下往上順序為：fn3<=fn2<=fn，fn在最底下
以此類推，函式fn3內部遇到return關鍵字的句子，fn3執行完結束後出棧，回到函式fn2中，fn2也是遇到return關鍵字，繼續出棧。
現在棧中只有fn

了，回到函式fn中，執行console.log('All fn are done') 語句後，fn出棧。
現在棧中又為空了。

上面步驟容易把人繞暈，下面是流程圖：

3. 遞迴

先看下簡單的 JavaScript 遞迴

function sumRange(num) {
  if (num === 1) return 1;
  return num + sumRange(num - 1)
}

sumRange(3) // 6

上面程式碼執行順序：

函式 sumRange(3) 執行，sumRange(3) 壓棧，遇到 return 關鍵字，但這裡還馬上不能出棧，因為呼叫了 sumRange(num - 1) 即 sumRange(2)
所以，sumRange(2) 壓棧,以此類推，sumRange(1) 壓棧，
最後，sumRange(1) 出棧返回 1，sumRange(2) 出棧，返回 2，sumRange(3) 出棧
所以 3 + 2 + 1 結果為 6

看流程圖

3. 遞迴

先看下簡單的 JavaScript 遞迴

function sumRange(num) {
  if (num === 1) return 1;
  return num + sumRange(num - 1)
}

sumRange(3) // 6

上面程式碼執行順序：

函式sumRange(3)執行，sumRange(3)壓棧，遇到return關鍵字，但這裡還馬上不能出棧，因為呼叫了sumRange(num - 1)即sumRange(2)
所以，sumRange(2)壓棧,以此類推，sumRange(1)壓棧，
最後，sumRange(1)出棧返回 1，sumRange(2)出棧，返回 2，sumRange(3)出棧
所以3 + 2 + 1結果為 6

看流程圖

所以，遞迴也是個壓棧出棧的過程。

遞迴可以用非遞迴表示，下面是上面遞迴例子等價執行

// for 迴圈
function multiple(num) {
    let total = 1;
    for (let i = num; i > 1; i--) {
        total *= i
    }
    return total
}
multiple(3)

4. 遞迴注意點

如果上面例子修改一下，如下：

function multiple(num) {
    if (num === 1) console.log(1)
    return num * multiple(num - 1)
}

multiple(3) // Error: Maximum call stack size exceeded

上面程式碼第一行沒有 return 關鍵字句子，因為遞迴沒有終止條件，所以會一直壓棧，造成記憶體洩漏。

遞迴容易出錯點

沒有設定終止點
除了遞迴，其他部分的程式碼
什麼時候遞迴合適

好了，以上就是 JavaScript 方式遞迴的概念。

下面是練習題。

6. 練習題目

寫一個函式，接受一串字串，返回一個字串，這個字串是將原來字串倒過來。
寫一個函式，接受一串字串，同時從前後開始拿一位字元對比，如果兩個相等，返回 true，如果不等，返回 false。
編寫一個函式，接受一個數組，返回扁平化新陣列。
編寫一個函式，接受一個物件，這個物件值是偶數，則讓它們相加，返回這個總值。
編寫一個函式，接受一個物件，返回一個數組，這個陣列包括物件裡所有的值是字串

7. 參考答案

參考1

function reverse(str) {
   if(str.length <= 1) return str; 
   return reverse(str.slice(1)) + str[0];
}

reverse('abc')

參考2

function isPalindrome(str){ 
    if(str.length === 1) return true;
    if(str.length === 2) return str[0] === str[1]; 
    if(str[0] === str.slice(-1)) return isPalindrome(str.slice(1,-1)) 
    return false; 
}

var str = 'abba'
isPalindrome(str)

參考3

function flatten (oldArr) {
   var newArr = [] 
   for(var i = 0; i < oldArr.length; i++){ 
    if(Array.isArray(oldArr[i])){ 
        newArr = newArr.concat(flatten(oldArr[i])) 
    } else { 
        newArr.push(oldArr[i])
     }
   }
   return newArr;
}

flatten([1,[2,[3,4]],5])

參考4

function nestedEvenSum(obj, sum=0) {
    for (var key in obj) { 
        if (typeof obj[key] === 'object'){ 
            sum += nestedEvenSum(obj[key]); 
        } else if (typeof obj[key] === 'number' && obj[key] % 2 === 0){ 
            sum += obj[key]; 
        }
     } 
    
     return sum;
}

nestedEvenSum({c: 4,d: {a: 2, b:3}})

參考5

function collectStrings(obj) {
    let newArr = []
    for (let key in obj) {
        if (typeof obj[key] === 'string') {
            newArr.push(obj[key])
        } else if(typeof obj[key] === 'object' && !Array.isArray(obj[key])) {
           newArr = newArr.concat(collectStrings(obj[key]))
        }
    }
    return newArr
}

var obj = {
        a: '1',
        b: {
            c: 2,
            d: 'dd'
        }
    }
collectStrings(obj)