Recursion 为什么；没有堆栈溢出之类的事情；吵闹？

以下段落摘自：

同时，递归不会导致特别糟糕的结果 在球拍上的表现，并没有堆栈溢出之类的事情； 如果计算涉及太多上下文，可能会耗尽内存， 但是耗尽记忆通常需要更深的数量级 递归将触发其他语言中的堆栈溢出

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我很好奇Racket是如何设计来避免堆栈溢出的？更重要的是，为什么像C这样的其他语言无法避免这样的问题？

这个答案有两个部分

首先，在Racket和其他函数式语言中，尾部调用不会创建额外的堆栈帧。也就是说，一个循环，例如

(define (f x) (f x))

。。。可以永远运行而不使用任何堆栈空间。许多非函数式语言没有像函数式语言那样优先考虑函数调用，因此没有正确地进行尾部调用

然而，您所指的评论不仅仅限于尾部调用；球拍允许非常深的嵌套堆栈帧

你的问题很好：为什么其他语言不允许深度嵌套的堆栈框架？我编写了一个简短的测试，它看起来像是C随意地将核心转储在262000到263000之间的深度。我编写了一个简单的racket测试来做同样的事情（小心确保递归调用不在尾部位置），我在48000000的深度中断了它，没有任何明显的不良影响（大概除了一个相当大的运行时堆栈）

为了直接回答您的问题，我没有理由知道C不能允许更深层的嵌套堆栈，但我认为对于大多数C程序员来说，262K的递归深度已经足够了

但对我们来说不是

这是我的C代码：

#include <stdio.h>

int f(int depth){
  if ((depth % 1000) == 0) {
    printf("%d\n",depth);
  }
  return f(depth+1);
}

int main() {
  return f(0);
}

编辑：下面是一个版本，它使用随机性来阻止可能的优化：

#lang racket

(define (f depth)
  (when (= (modulo depth 1000000) 0)
    (printf "~v\n" depth))
  (when (< depth 50000000)
    (f (add1 depth)))
  (when (< (random) (/ 1.0 100000))
    (printf "X")))

(f 0)

#朗球拍
（定义（f深度）
（当（=（模深度1000000）0）
（printf“~v\n”深度）
（当深度小于50000000时）
（f（添加1深度）））
（当（<（随机）（/1.0 100000））
（打印F“X”））
（f 0）

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此外，我对进程大小的观察结果与大约16字节的堆栈帧一致，正负；50M*16字节=800兆字节，观察到的堆栈大小约为1.2千兆字节

首先，一些术语：进行非尾部调用需要一个上下文框架来存储本地变量、父返回地址等。所以问题是如何表示任意大的上下文。“堆栈”（或调用堆栈）只是上下文的一种（公认的常见）实现策略

下面是一些深层递归（即大上下文）的实现策略：

• 在堆上分配上下文框架，并让GC负责清理它们。（这很好，也很简单，但可能相对较慢，尽管人们会争论这一点。）
• 在堆栈上分配上下文帧。当堆栈已满时，将堆栈上当前的帧复制到堆栈中，清除堆栈，并将堆栈指针重置到底部。返回时，如果堆栈为空，则将帧从堆复制回堆栈。（这意味着您不能有指向堆栈分配对象的指针，因为对象会四处移动。）
• 在堆栈上分配上下文帧。当堆栈已满时，分配一个新的大内存块，调用新堆栈（即设置堆栈指针），然后继续。（这可能需要

  mprotect

  或其他操作来说服操作系统新的内存块可以作为调用堆栈处理。）
• 在堆栈上分配上下文帧。当堆栈已满时，创建一个新线程以继续计算，并等待线程完成并安排从中获取返回值以返回到旧线程的堆栈。（这种策略在JVM等不允许直接控制堆栈、堆栈指针等的平台上非常有用。另一方面，它使线程本地存储等功能复杂化。）
• 。。。以及以上策略的更多变化

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对深层递归的支持通常与对一级连续性的支持一致。一般来说，实现一级延续意味着您几乎可以自动获得对深度递归的支持。威尔·克林格（Will Clinger）等人写了一篇很好的论文，其中详细介绍了不同策略之间的比较。

有趣的是，“智能”编译器可以意识到最后一个

printf

调用是不可访问的，将其完全删除，剩下的是。。。一个尾部递归函数！我们能确定这里没有发生这种情况吗？C堆栈的大小基本上取决于编译器/操作系统。不能指望它，除非在编译期间指定它（假设它在平台上可用，而平台上肯定不需要它）。@WillNess Well。。。我更新了代码，在50米深处，它停止重复并退出，在返回的过程中每100K次调用打印一次输出，效果很好。OTOH，也许聪明的编译器正在优化掉所有不生成输出的调用。。。“我可以用disassembly来确定，”Willenss说，这是另一个实验；我修改了代码，在返回的过程中随机生成一个X，概率为1/100K。同样，它似乎工作正常，这表明球拍在50米的堆叠深度上没有问题。哦！这似乎是确定的，尤其是随机性，肯定并没有编译器会抛弃它。顺便说一句，我毫不怀疑；据说球拍只是把它堆在一堆上，我没有理由不相信这一点。。。也许用这个更新答案？旧的简单代码看起来很可疑/易受影响。：）

#lang racket

(define (f depth)
  (when (= (modulo depth 1000000) 0)
    (printf "~v\n" depth))
  (when (< depth 50000000)
    (f (add1 depth)))
  (when (< (random) (/ 1.0 100000))
    (printf "X")))

(f 0)