C++ 为什么是g++；当递归函数结果相乘时，仍然优化尾部递归？

他们说，尾部递归优化只在调用刚好在函数返回之前起作用。因此，他们将此代码作为C编译器不应优化的示例：

长f（长n）{
返回n>0？f（n-1）*n:1；
}

因为递归函数调用是与

n

相乘的，这意味着最后一个操作是乘法，而不是递归调用。但是，它甚至处于

-O1

级别：

recursion`f:
0x10000930:pushq%rbp
0x10000931:movq%rsp，%rbp
0x10000934:movl$0x1，%eax
0x10000939:testq%rdi，%rdi
0x10000093c:jle 0x1000094E
0x1000093E:nop
0x10000940:imulq%rdi，%rax
0x10000944:cmpq$0x1，%rdi
0x10000948:leaq-0x1（%rdi），%rdi
0x1000094C:jg 0x10000940
0x1000094E:popq%rbp
0x1000094F:retq

他们说：

因此，您的最终规则是足够正确的。但是，返回

n
*事实（n-1）

在尾部位置有一个操作！这是乘法

*

，这将是函数执行的最后一项操作 在它回来之前。在某些语言中，这实际上可能是 实现为一个函数调用，然后可以是尾部调用 优化

然而，正如我们从ASM清单中看到的，乘法仍然是ASM指令，而不是单独的函数。所以我很难看出累加器方法的不同：

int fac_时间（int n，int acc）{
返回（n==0）？acc:fac_次（n-1，acc*n）；
}
整数阶乘（整数n）{
返回fac_次（n，1）；
}

这就产生了

recursion`fac_时间：
0x100008E0:pushq%rbp
0x1000008e1:movq%rsp，%rbp
0x100008e4:testl%edi，%edi
0x1000008e6:je 0x1000008f7
0x100008E8:nopl（%rax，%rax）
0x1000008f0:imull%edi，%esi
0x100008F3:decl%edi
0x100008F5:jne 0x100008F0
0x100008F7:移动%esi，%eax
0x1000008f9:popq%rbp
0x1000008fa:retq

---

我错过什么了吗？或者只是编译器变得更智能了？

正如您在汇编代码中看到的那样，编译器足够智能，可以将代码转换为基本等同于（忽略不同的数据类型）的循环：

GCC非常聪明，知道在整个递归调用序列中，对原始

f

的每次调用所需的状态可以保存在两个变量（

n

和

result

）中，因此不需要堆栈。它可以将

f

转换为

fac\u倍

，也可以将两者转换为

fac

。这很可能不仅是严格意义上的尾部调用优化的结果，而且是GCC用于优化的其他启发式负载之一

---

（由于我对这里使用的特定启发法了解不够，因此我无法更详细地介绍它们。）

非累加器

f

不是尾部递归的。编译器的选项包括通过转换将其转换为循环，或

call

/some insn/

ret

，但它们不包括没有其他转换的

jmp f

尾部调用优化适用于以下情况：

int ext(int a);
int foo(int x) { return ext(x); }

asm输出来自：

尾部调用优化意味着用

jmp

而不是

ret

保留函数（或递归）。其他任何东西都不是tailcall优化。不过，使用

jmp

优化的尾部递归实际上是一个循环

---

一个好的编译器会做进一步的转换，尽可能将条件分支放在循环的底部，从而删除无条件分支。（在asm中，循环的

do{}while（）

风格是最自然的）。

无论“他们”是谁，他们都是错的。当然，

f（n-1）*n

就是

n*f（n-1）

。我不觉得这有什么奇怪的。gcc比“他们”更聪明@MSalters我对乘法可交换性并不感到惊讶，因为这是基本的数学规则。我的问题是，当实际结果不是递归函数调用结果，而是乘法时，为什么要对其进行优化（因为首先放置操作数，其中一个是递归调用，然后对它们进行乘法，即后缀表示法中的

af（）*

）。这对我的同事来说也是一个惊喜。但是，如果在函数调用和常量之间进行数学运算，优化器的任务似乎很简单。引号的来源是什么，即“他们”是谁？对我来说，似乎优化器至少比你的源代码更聪明……正如我上面所说的，我对乘法的可交换性并不感到惊讶，因为它是基本的数学规则。我的问题是，当实际结果不是递归函数调用结果，而是乘法时，为什么要对其进行优化（因为首先放置操作数，其中一个是递归调用，然后对它们进行乘法，即后缀表示法中的

af（）*

）。这对我的同事来说也是一个惊喜。但是，如果在函数调用和常量之间做了一个数学运算，那么对于优化器来说，这是一项简单的任务。@efpies在阅读了programmers.SE的文章之后，我想我明白了你的意思。重新措辞的答案，至少要明确这可能不仅仅是尾部调用优化的问题。

int ext(int a);
int foo(int x) { return ext(x); }

foo:                                    # @foo
        jmp     ext                     # TAILCALL