C语言函数递归

一、一个简单但易出错的递归例子

几乎每一本C 语言基础的书都讲到了函数递归的问题，但是初学者仍然容易在这个地方犯错误。先看看下面的例子：

void fun(int i)
{
   if (i>0)
   {
      fun(i/2);
   }
   printf("%d\n",i);
}
int main()
{
   fun(10);
   return 0;
}

问：输出结果是什么？

这是我上课时，一个学生问我的问题。他不明白为什么输出的结果会是这样：

他认为应该输出0。因为当i 小于或等于0 时递归调用结束，然后执行printf 函数打印i 的值。这就是典型的没明白什么是递归。其实很简单，printf("%d\n",i);语句是fun 函数的一部分，肯定执行一次fun 函数，就要打印一行。怎么可能只打印一次呢？关键就是不明白怎么展开递归函数。展开过程如下：

void fun(int i)
{
   if (i>0)
   {
      //fun(i/2);
      if(i/2>0)
      {
         if(i/4>0)
         {
            …
         }
         printf("%d\n",i/4);
      }
      printf("%d\n",i/2);
   }
   printf("%d\n",i);
}

这样一展开，是不是清晰多了？其实递归本身并没有什么难处，关键是其展开过程别弄错了。

二、不使用任何变量编写strlen 函数

看到这里，也许有人会说，strlen 函数这么简单，有什么好讨论的。是的，我相信你能熟练应用这个函数，也相信你能轻易的写出这个函数。但是如果我把要求提高一些呢：

不允许调用库函数，也不允许使用任何全局或局部变量编写intmy_strlen (char *strDest);似乎问题就没有那么简单了吧？这个问题曾经在网络上讨论的比较热烈，我几乎是全程“观战”，差点也忍不住手痒了。不过因为我的解决办法在我看到帖子时已经有人提出了，所以作罢。

解决这个问题的办法由好几种，比如嵌套有编语言。因为嵌套汇编一般只在嵌入式底层开发中用到，所以本书就不打算讨论C 语言嵌套汇编的知识了。有兴趣的读者，可以查找相关资料。

也许有的读者想到了用递归函数来解决这个问题。是的，你应该想得到，因为我把这个问题放在讲解函数递归的时候讨论。既然已经有了思路，这个问题就很简单了。代码如下：

intmy_strlen( const char* strDest )
{
   assert(NULL != strDest);
   if ('\0' == *strDest)
   {
      return 0;
   }
   else
   {
      return (1 + my_strlen(++strDest));
   }
}

第一步：用assert 宏做入口校验。

第二步：确定参数传递过来的地址上的内存存储的是否为'/0'。如果是，表明这是一个空字符串，或者是字符串的结束标志。

第三步：如果参数传递过来的地址上的内存不为'\0'，则说明这个地址上的内存上存储的是一个字符。既然这个地址上存储了一个字符，那就计数为1，然后将地址加1 个char类型元素的大小，然后再调用函数本身。如此循环，当地址加到字符串的结束标志符'\0'时，递归停止。

当然，同样是利用递归，还有人写出了更加简洁的代码：

intmy_strlen( const char* strDest )
{
   return *strDest?1+strlen(strDest+1):0;
}

这里很巧妙的利用了问号表达式，但是没有做参数入口校验，同时用*strDest 来代替('\0'== *strDest)也不是很好。所以，这种写法虽然很简洁，但不符合我们前面所讲的编码规范。可以改写一下：

intmy_strlen( const char* strDest )
{
   assert(NULL != strDest);
   return ('\0' != *strDest)?(1+my_strlen(strDest+1)):0;
}

上面的问题利用函数递归的特性就轻易的搞定了，也就是说每调用一遍my_strlen 函数，其实只判断了一个字节上的内容。但是，如果传入的字符串很长的话，就需要连续多次函数调用，而函数调用的开销比循环来说要大得多，所以，递归的效率很低，递归的深度太大甚至可能出现错误（比如栈溢出）。所以，平时写代码，不到万不得已，尽量不要用递归。即便是要用递归，也要注意递归的层次不要太深，防止出现栈溢出的错误；同时递归的停止条件一定要正确，否则，递归可能没完没了。