在c++中尾递归，普通递归，循环的效率对比

在前面的学习，我们知道普通递归和尾递归的区别，而且在有些语言里是极力提倡尾递归的，如erlang，因为编译器会对其进行优化，不会因为递归次数的增加给函数栈带来巨大的开销。但是c++语言中，g++会对其进行优化吗？现在通过实例分析，看看结论会是什么？

斐波那契数列： 1，1，2，3，5，......

通过c++编程来求斐波那契数列的第N项的值。试用两种方法，一种是普通递归，另一种是尾递归。

然后统计他们计算第N项的值所花费的时间，来比较两者间的效率。

#include <iostream>#include <ctime>using namespace std;// Normal recusion for fibonacciunsigned int fib_normal_rec(unsigned int n){    if (n <= 2)        return 1;    else        return fib_normal_rec(n-1) + fib_normal_rec(n-2);}// Rail recusion for fibonacciunsigned int fib_rail_rec(unsigned int n, unsigned int first, unsigned int second){    if (n == 1) return first;    if (n == 2) return second;    return fib_rail_rec(n-1, second, second+first);}unsigned int fib_rail_rec(unsigned int n){    return fib_rail_rec(n, 1, 1);}// No recusionunsigned int fib_no_rec(unsigned int n){    if (n <= 2)        return 1;    unsigned int x=1, y=1, y_tmp=0;    for (unsigned int i=0; i<n-2; i++)    {        y_tmp = y;        y = x+y;        x = y_tmp;    }    return y;}int main(){    // fib NUM    unsigned int fib_num = 10000000000;    unsigned int t1 = time(NULL);    //cout <<"Normal fib:" << fib_num << " --> " << fib_normal_rec(fib_num) << endl;    unsigned int t2 = time(NULL);    cout << "Normal fib time cost:" << t2-t1 << endl;    cout << "----------------------------------------------------------" << endl;    //cout <<"Rail fib:" << fib_num << " --> " << fib_rail_rec(fib_num) << endl;    unsigned int t3 = time(NULL);    cout << "Rail fib time cost:" << t3-t2 << endl;    cout << "---------------------------------------------------------" << endl;    cout <<"No recusion fib:" << fib_num << " --> " << fib_no_rec(fib_num) << endl;    unsigned int t4 = time(NULL);    cout << "No recusion fib time cost:" << t4-t3 << endl;    return 0;}

经过反复加注释编译，设置fib_num的大小，最后得出如下测试结果：

非尾递归：当fib_num=45，花费8秒左右得到正确值。

当fib_num设置成50时，运行时间有点长，就没继续等下去了。

尾递归：当fib_num=100000时，0秒得到正确值。

              当fib_num=1000000时，0秒得到段错误。

循环：   当fib_num=100000000 时，0秒得到正确值。

              当fib_num=1000000000 时，4秒得到正确值。

              当fib_num=10000000000 时，编译会出警告：

recursion.cpp: In function 'int main()':

recursion.cpp:45: warning: large integer implicitly truncated to unsigned type

个人得出的结论：

尾递归和循环的执行效率都非常高。但是尾递归的递归层数大到一定程度会出现段错误。

尾递归的函数栈开销比普通递归要小的多，执行效率也要大很多。但是并不是说尾递归就没有函数栈开销。

正因为尾递归具有函数栈开销，其计算极限要比非递归（循环）小很多。

总之：如果只考虑计算能力，实现一个功能，能不用递归就别用递归，能用尾递归就别用非尾递归。