防止在C＃中創建堆棧框架

Question

我只是在閱讀csharp中的遞歸函數的性能。 我讀到，由於每次調用都會創建堆棧幀，因此遞歸函數很昂貴。

有沒有一種方法可以防止在csharp中創建堆棧幀？ 我環顧四周，但似乎找不到任何建議可以抑制特定調用的堆棧幀。

我希望可以在代碼中添加一些內容，也許是如下所示的屬性：

[SurpressStackFrame()]
find(int id, Node currentNode) { 

   if(currentNode.id == id) {
      return true;
   }
   return find(id, currentNode.child);
}

（ps，我知道在這個例子中我沒有看多個孩子，這只是假設）。

Answer 1

在大多數情況下，創建的堆棧幀不是代碼的性能瓶頸。 但是，如果該方法具有較高的遞歸水平，則可能要避免擴大堆棧。 這稱為尾調用優化 ，是通過在調用內部方法之前釋放當前堆棧幀來完成的。

在您的特定示例中，可以將尾調用應用於return語句，因為內部方法調用的返回值會立即返回給調用者，因此不需要單獨的堆棧框架。

唯一的問題是C＃目前不支持尾調用（目前可能在不久的將來不支持）。 但是，CLR確實支持它，因此，如果可以的話，您可以選擇像F＃這樣的語言，它更專注於遞歸。

還有其他幾個選項供您選擇-使用CIL動態創建一個在末尾進行尾部調用的方法（但是，我不確定調用動態方法的開銷是否比在C＃中調用普通的遞歸方法更好）。

在這種情況下最好的選擇-完全不使用遞歸。 您提供的方法可以很容易地被重寫，而無需使用任何遞歸，當然，即使不是全部，大多數遞歸方法也可以通過以下方式重寫：

bool find(int id, Node currentNode)
{ 
    while(currentNode.id != id)
    {
        currentNode = currentNode.child;
    }
    return true;
}

Answer 2

這稱為尾叫 。 .NET運行時支持它（因為F＃需要它），但是C＃編譯器（甚至是“新的” Roslyn編譯器）不支持這樣做。 請參閱github上的請求 。

Answer 3

您正在尋找的被稱為尾叫。

有一條尾巴。 IL中的指令，但C＃編譯器從不使用它。 無論如何，這只是對JIT編譯器的提示，並且JIT編譯器足夠聰明，可以在可能的情況下將常規的遞歸方法調用編譯為尾調用（在您發布的示例中應該是可能的）。 與其他JIT優化一樣，它僅在發行版本中發生，而不在調試中發生。

您可以進行一個簡單的測試：

class Program
{
    static void Main()
    {
        TailCall(0);
    }
    private static void TailCall(int i)
    {
        Console.WriteLine(i);
        TailCall(++i);
    }
}

在調試中，它將引發StackOverflowException，在Release中，它將無限旋轉。

您可以在此博客文章中找到有關.NET中的尾部調用優化的更多信息。