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Clojure Looprecur | Clojure Looprecur |
您可能需要了解if
并let
我们完全掌握Clojure中的递归。
for
而且while
Clojure没有for循环或while循环。如果你仔细想想,这是有道理的。 for
循环更改变量,而Clojure中不允许这样做。
for (var i = 0; i < 10; i++) {
console.log(i);
}
i++
意味着每次循环结束时我们都会向变量i
添加一个变量 - 变量变量的一个明显例子。
while
循环不太明显依赖于改变变量,但它们与循环一样多。
var i = 0;
while (i < 10) {
console.log(i);
i++;
}
while
循环总是有一个条件,比如i < 10
,并且如果该条件不再为真,它将会中断。这意味着它们必须具有某种副作用(例如向i
添加1)以使条件最终为假;否则,循环会永远持续下去。
递归
值得庆幸的是,Clojure确实有一个循环。这些循环使用递归 - 一个调用自身的函数。最简单的递归算法是找到正数阶乘(5阶乘,例如等于5 * 4 * 3 * 2
)的算法。
(defn fact [x]
(loop [nx prod 1] ;; this works just like a 'let' binding.
(if (= 1 n) ;; this is the base case.
prod
(recur (dec n) (* prod n)))))
你会注意到(loop [nx prod 1] ...)
看起来非常类似于let
绑定。它实际上以相同的方式工作 - 在这里,我们将n
绑定到x
,并将prod
绑定到1。
每个递归函数都有一个“基本案例”。这是使循环停止循环的条件。在这种情况下,如果n = 1
,我们的循环将停止,并返回prod
。如果n
不等于1,则循环再次出现。
(recur (dec n) (* prod n))
此recur
函数重新启动循环,但具有不同的绑定。这次, n
不是绑定到x
,而是绑定到(dec n)
(这意味着decrement n
或n - 1
),并且prod
绑定到(* prod n)
。
所以当我们调用函数时,会发生这种情况:
(fact 5)
; Loop 1: 5 != 1, so the loop recurs with 4 (5 - 1) and 5 (1 * 5).
; Loop 2: 4 != 1, so the loop recurs with 3 (4 - 1) and 20 (5 * 4).
; Loop 3: 3 != 1, so the loop recurs with 2 (3 - 1) and 60 (20 * 3).
; Loop 4: 2 != 1, so the loop recurs with 1 (2 - 1) and 120 (60 * 2).
; Loop 5: 1 == 1, so the function returns prod, which is now equal to 120.
; => 120
关于递归的巧妙之处在于变量本身永远不会改变。唯一改变的是n
和prod
所指的东西 。我们永远不会说, n--
或n += 2
。
为什么要使用loop / recur?
您可能想知道为什么要使用loop/recur
而不是简单地定义一个调用自身的函数。我们的阶乘函数可能是这样编写的:
(defn fact-no-loop [n]
(if (= 1 n)
1
(* n (fact-no-loop (dec n)))))
这更简洁,并以类似的方式工作。为什么你会_永远_使用循环和复发吗?
尾调用优化
如果使用loop/recur
,则编译器(将Clojure代码转换为JVM字节码的软件)知道您要创建递归循环。这意味着它最努力地优化代码以进行递归。让我们比较fact
的速度和fact-no-loop
:
(time (fact 20))
; => "Elapsed time: 0.083927 msecs"
; 2432902008176640000
(time (fact-no-loop 20))
; => "Elapsed time: 0.064937 msecs"
; 2432902008176640000
在这种规模下,差异可以忽略不计。实际上,由于计算机内存的不可预测性, fact-no-loop
偶尔比fact
更快。但是,在更大范围内,这种优化可以使您的代码更快,更快。
在函数中嵌套递归
fact-no-loop
在没有loop/recur
情况下工作,因为整个函数是递归的。如果我们希望我们的函数的一部分使用递归循环,然后其余部分做一些非递归的东西怎么办?我们必须定义两个完全独立的函数。使用loop/recur
让我们使用一些匿名函数代替。