Recursion 了解Clojure（或java）中调用堆栈的深度

Clojure是我第一次进入lisp世界。我决定尝试一个简单的递归函数，将数字提升为整数的幂。很简单

(defmulti pow #(compare %2 0))
(defmethod pow 0 [a n] 1)
(defmethod pow 1 [a n] (* a (pow a (dec n))))
(defmethod pow -1 [a n] (/ 1 (pow a (* -1 n))))

如果只传递整数次幂，则效果很好。但当我使用它提升到足够大的功率时，我会得到堆栈溢出（可以预见）

问题是，我怎样才能在函数死之前准确地找出它递归的深度呢？一种大致了解我能递归多深的方法是：

(defn max-depth [n] 
    (try
        (max-depth (inc n))
    (catch StackOverflowError err (do
        (printf "%s at %d\n" err n)
        n)
)))

（Clojure是我第一次尝试lisp，所以我真的不知道如何使代码看起来可读。）这段代码只是无限递归，直到它溢出堆栈，然后返回在它崩溃之前发生的递归次数。这只给了我一个大概的数字，我可以走多深。。。这种方法有很多问题

我可以做的另一件事是捕获异常并尝试自己解开堆栈。。。但我真的看不到从异常中获取所需信息的方法。在查看StackOverflowerr的javadoc时，我看到了一些看起来很有前途的方法，但就我所能看到的而言，还没有什么具体的方法

我尝试运行（count（.getStackTrace error）），其中error是我捕获的stackoverflow，但结果仅为1024，因为“在某些情况下，堆栈帧可能会被复制”。所以那没用

我唯一能想到的另一件事是在连续较大的指数上运行pow，但这并没有真正告诉我调用堆栈有多深，它只告诉我可以提升到指数的多大（因为函数调用其他函数，两个答案不一样）

我也不知道用java做这件事的任何方法，但如果有，那么这个答案可能也会有帮助

有什么想法吗？ 谢谢

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--Scott

我本以为

（.getStackTrace error）

是您的最佳选择-为什么您认为它不起作用

在为一个简单的函数打开堆栈之前，递归深度为1024，这听起来与我所期望的差不多

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请记住，单个Clojure函数通常会转换为几个JVM方法调用，因此实际的JVM堆栈深度可能比递归有效

n

要深得多。如果您想从堆栈跟踪转换回

n

，您可能需要计算对multimethod的递归调用在堆栈跟踪中出现的次数。

因此，我实际上不打算回答您的问题，因为我认为尝试调试调用堆栈深度是解决此问题的错误方法。相反，我将建议在Clojure中使用一种更有效的递归方法，这种方法不会破坏调用堆栈

重要的概念是“尾部调用消除”——这基本上意味着，如果函数F是递归函数，它所做的最后一件事就是调用自身，则可以对其进行优化。对于F的第n次递归调用，它所做的最后一件事是调用F的n+1次递归调用并将该值返回到F的n-1次调用-因此您可以覆盖与F的第n次调用相关的所有堆栈数据，并让n+1次调用直接将其值返回到n-1次调用。因此，这基本上意味着您只需要堆栈上的一个位置，而不是数百或数千个位置

JVM本身不支持函数调用的这种优化，否则您的示例可能会起作用。相反，Clojure提供了recur操作符，它重用当前循环或函数调用，而不是增加堆栈。我会用它像这样重写你的函数（为了简单起见，我省略了你对负指数的支持）：

另见：和

当然，pow的这个实现只是一个递归示例——任何阅读本文的人都应该在实际工作中使用Math/pow

user=> (time (Math/pow 1 10000000))
"Elapsed time: 0.166723 msecs"
1.0
user=> (time (pow 1 10000000))
"Elapsed time: 2991.321703 msecs"
1
user=> (time (pow 2 1000))

ArithmeticException integer overflow  clojure.lang.Numbers.throwIntOverflow (Numbers.java:1388)
user=> (time (Math/pow 2 1000))
"Elapsed time: 0.069109 msecs"
1.0715086071862673E301

---

我很怀疑，因为1024在计算中是一个完美的整数。我只是假设他们将其截断为2^10个插槽（因为他们可以这样做）。另外，逐行查看堆栈帧，我只看到了一堆交替的“clojure.lang.MultiFn.invoke（MultiFn.java:231）”和“user$eval157$fn_uu158.invoke（powtest:5）”，如果它是完整的堆栈跟踪，就不会出现这种情况——它会有调用它的方法。还忘了提到，我从max-depth得到的最大递归深度通常在高9900，接近10000，但不完全是10000，大约是堆栈跟踪显示的9到10倍。

user=> (time (Math/pow 1 10000000))
"Elapsed time: 0.166723 msecs"
1.0
user=> (time (pow 1 10000000))
"Elapsed time: 2991.321703 msecs"
1
user=> (time (pow 2 1000))

ArithmeticException integer overflow  clojure.lang.Numbers.throwIntOverflow (Numbers.java:1388)
user=> (time (Math/pow 2 1000))
"Elapsed time: 0.069109 msecs"
1.0715086071862673E301