递归占用的栈内存有多大

lion7beck 2013-04-10 07:49:27

C语言中，递归时使用栈内存。由于栈维护了每个函数调用的信息直到函数返回后才释放，这需要占用相当大的空间，尤其是程序中使用了许多递归调用的情况下。除此之外，因为有大量信息需要保存和恢复，因此生成和销毁栈帧需要耗费一定的时间。
“相当大的空间”，大约在什么数量级？我一直没有具体的概念。以下C代码中，大家可以帮我评估下吗？非常感谢！
假定分别执行fact(1000)和fact(10000)。



/* fact.c */

#include "fact.h"

int fact(int n) {

if(n < 0) 

  return 0

else if (n == 0)

  return 1;

else if (n == 1)

  return 1;

else

  return n*fact(n-1);

}

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lion7beck 2013-04-19

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感谢各位！！

fuchen 2013-04-16

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尾递归编译器容易优化成循环。

引用 11 楼 lion7beckham 的回复:

引用 9 楼 icessl 的回复:Q2. 尾递归可以大大提高效率 A2. 提高的幅度很有限,可以忽略. 若用尾递归的话，开辟一个栈帧就可以了！不会像普通递归那样，递归多少次就开辟多少栈帧。所以提高的幅度肯定很大啊！

youyou1912 2013-04-15

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debug版本和release版本不一样, CPU不同也不一样. 提供几个简单的思路. 1. 在最外层和最深层也就是递归退出的地方, 打印出当前栈所处地址. 两者相减大概可以知道栈空间使用. 2. a. 修改link工具, 让exe默认的stack比较小. b. 创建一个线程专门做递归调用, 创建线程的时候, 给定一个reserve/commit的栈大小. 允许. 成功了, 就重复, 每次都缩小stack, 直到遇到一个stack大小. 线程栈破坏退出. 这样就可以知道精确的堆栈的需求. (当然包含了系统线程启动函数和异常帧的大小)

tkminigame 2013-04-12

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可以做一个无限递归，把磁盘和内存都占满的程序。

lion7beck 2013-04-12

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引用 9 楼 icessl 的回复:

Q1. 若返回值是个大结构体，那必然不是4字节了吧. A1. 是的. 所以不主张返回结构体,而是返回指针. Q2. 尾递归可以大大提高效率 A2. 提高的幅度很有限,可以忽略. Q3. 是否还需要考虑栈帧之间的空余内存 A3. 不需要.实际上,栈帧之间没有空余内存.

睡得够晚，哈哈！！

lion7beck 2013-04-12

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引用 9 楼 icessl 的回复:

Q2. 尾递归可以大大提高效率 A2. 提高的幅度很有限,可以忽略.

若用尾递归的话，开辟一个栈帧就可以了！不会像普通递归那样，递归多少次就开辟多少栈帧。所以提高的幅度肯定很大啊！

lion7beck 2013-04-12

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引用 3 楼 chouy 的回复:

好像操作系统不同，对栈的大小定义也不同。在JAVA中定义栈大小默认是48K，最小可以设置为32K。

这么小吗？10000次的递归都完成不了？！

icessl 2013-04-11

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Q1. 若返回值是个大结构体，那必然不是4字节了吧. A1. 是的. 所以不主张返回结构体,而是返回指针. Q2. 尾递归可以大大提高效率 A2. 提高的幅度很有限,可以忽略. Q3. 是否还需要考虑栈帧之间的空余内存 A3. 不需要.实际上,栈帧之间没有空余内存.

lion7beck 2013-04-11

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引用 6 楼 icessl 的回复:

一般而言,在 X86 32位系统中,一次函数调用消耗的栈空间大约是: 4字节返回地址; 4*n字节的参数,n是参数个数; 12字节的寄存器保护区(EBP ESI EDI) 4*m字节局部变量,m 是声明在函数内部变量的个数所以,对于楼主给出的实例,一次调用耗用的内存大小是 4+4*1+12=20字节若递归 1000 次,大约耗 20KB 栈空间若递归……

是否还需要考虑栈帧之间的空余内存？

lion7beck 2013-04-11

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引用 6 楼 icessl 的回复:

一般而言,在 X86 32位系统中,一次函数调用消耗的栈空间大约是: 4字节返回地址; 若递归……

太感谢啦，学习了！不过钻个牛角尖：若返回值是个大结构体（当然一般都会用指针返回。。），那必然不是4字节了吧？此外，自己再查了下，发现尾递归可以大大提高效率。对开头那个例子，可以这样实现： 1.若n=1或n=0，F(n,a) = a； 2.若n>1，F(n,a) = F(n-1,na)。

icessl 2013-04-11

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一般而言,在 X86 32位系统中,一次函数调用消耗的栈空间大约是: 4字节返回地址; 4*n字节的参数,n是参数个数; 12字节的寄存器保护区(EBP ESI EDI) 4*m字节局部变量,m 是声明在函数内部变量的个数所以,对于楼主给出的实例,一次调用耗用的内存大小是 4+4*1+12=20字节若递归 1000 次,大约耗 20KB 栈空间若递归 10000 次,大约耗 200KB 栈空间

lion7beck 2013-04-11