Question

正在讨论的计划尝试使用sum-of-first-n-natural-numbers计算recursion。我知道这可以使用简单的公式n*(n+1)/2来完成，但这里的想法是使用recursion。

该计划如下：

#include <stdio.h>

unsigned long int add(unsigned long int n)
{
    return (n == 0) ? 0 : n + add(n-1); 
}

int main()
{
    printf("result : %lu \n", add(1000000));
    return 0;
}

该计划适用于n = 100,000，但当n的值增加到1,000,000时，会产生Segmentation fault (core dumped)

以下摘自gdb消息。

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00000000004004cc in add (n=Cannot access memory at address 0x7fffff7feff8
) at k.c:4

我的问题：

recursion depth中的C是否有任何硬连线限制？或recursion depth取决于可用的堆栈内存？
程序收到reSIGSEGV信号的可能原因是什么？

Answer 1

通常，限制将是堆栈的大小。每次调用函数时，都会吃掉一定量的堆栈（通常取决于函数）。吃掉的数量是堆栈帧，并在函数返回时恢复。程序启动时，堆栈大小几乎几乎是固定的，可以是操作系统指定的（通常可在那里调整），甚至可以在程序中进行硬编码。

某些实现可能有一种技术，可以在运行时分配新的堆栈段。但总的来说，他们没有。
有些函数会以稍微不可预知的方式使用堆栈，例如当它们在那里分配可变长度数组时。
可以编译某些函数以便以保留堆栈空间的方式使用尾调用。有时您可以重写您的函数，以便所有调用（例如它自己）都是最后一次调用，并期望编译器对其进行优化。

每次调用函数确切需要多少堆栈空间并不容易，并且它将受制于编译器的优化级别。在你的情况下，一个廉价的方法是每次打电话时打印&n; n可能会在堆栈上（特别是因为程序需要获取其地址 - 否则它可能在寄存器中），并且它的连续位置之间的距离将指示堆栈帧的大小。 / p>

Answer 2

C中的递归深度没有理论上的限制。唯一的限制是你的实现，通常是有限的堆栈空间。
（请注意，C标准实际上并不需要基于堆栈的实现。我不知道任何基于堆栈的实际实现，但要牢记这一点。）

SIGSEGV可能由任何数量的东西引起，但超过你的堆栈限制是一个相对常见的。解除引用错误的指针是另一个。

Answer 3

C标准没有定义函数调用的最小支持深度。如果确实如此，那么无论如何都很难保证，它会在5.2.4 Environmental limits部分的某处提到它。

Answer 4

1）预计堆栈的消耗将减少并写为尾递归优化。

gcc -O3 prog.c

#include <stdio.h>

unsigned long long int add(unsigned long int n, unsigned long long int sum){
    return (n == 0) ? sum : add(n-1, n+sum); //tail recursion form
}

int main(){
    printf("result : %llu \n", add(1000000, 0));//OK
    return 0;
}

C中的递归深度是否有任何硬连线限制

4 个答案: