我正在学习F＃（一般来说是功能编程的新手，虽然多年来一直使用C＃的功能方面，但让我们面对它，这是非常不同的）我读过的其中一件事是F＃编译器识别尾递归并将其编译为while循环（参见http://thevalerios.net/matt/2009/01/recursion-in-f-and-the-tail-recursion-police/）。
我不明白为什么你会写一个递归函数而不是一个while循环，如果那就是它将会变成什么。特别是考虑到你需要做一些额外的工作来使你的函数递归。
我有一种感觉，有人可能会说while循环不是特别功能，你想要所有功能和诸如此类的东西，所以你使用递归但是为什么编译器将它变成while循环就足够了？
有人可以向我解释一下吗？
答案 0 :(得分：18)
您可以对编译器执行的任何转换使用相同的参数。例如，当您使用C＃时，您是否使用过lambda表达式或匿名委托？如果编译器只是将它们转换为类和（非匿名）委托，那么为什么不自己使用这些结构呢？同样，你有没有使用迭代器块？如果编译器只是将它们转换为显式实现IEnumerable<T>的状态机，那么为什么不自己编写代码呢？或者如果C＃编译器无论如何都要发出IL，为什么还要首先编写C＃而不是IL呢？等等。
所有这些问题的一个明显答案是，我们希望编写能让我们清楚地表达自己的代码。同样，有许多算法是自然递归的，因此编写递归函数通常会导致这些算法的清晰表达。特别是，在很多情况下，可以说更容易推理递归算法的终止而不是while循环（例如，是否存在明确的基本情况，并且每次递归调用是否会使问题“变小”？）。
然而，由于我们正在编写代码而不是数学论文，所以拥有满足某些实际性能标准的软件（例如处理大量输入而不会溢出堆栈的能力）也是很好的。因此，将尾递归转换为等效的while循环这一事实对于能够使用递归的算法公式至关重要。
答案 1 :(得分：7)
递归函数通常是处理某些数据结构（例如树和F＃列表）的最自然方式。如果编译器想要将我自然，直观的代码转换为一个尴尬的while循环，出于性能原因这很好，但为什么我要自己编写呢？
此外，Brian的answer to a related question与此相关。高阶函数通常可以替换代码中的循环和递归函数。
答案 2 :(得分：5)
F＃执行尾部优化的事实只是一个实现细节，它允许您以相同的效率使用尾递归（并且不用担心堆栈溢出）作为while循环。但只是 - 一个实现细节 - 在表面上你的算法仍然是递归的并且以这种方式构造，对于许多算法来说，这是表示它的最合乎逻辑的功能方式。
这同样适用于F＃中的一些列表处理内部 - 内部变异用于更有效地实现列表操作，但这一事实对程序员来说是隐藏的。
它归结为语言如何允许您描述和实现您的算法，而不是使用什么机制来实现它。
答案 3 :(得分：2)
while循环本质上是必不可少的。大多数情况下，当使用while循环时，您会发现自己编写如下代码：
let mutable x = ...
...
while someCond do
...
x <- ...
这种模式在C，C ++或C＃等命令式语言中很常见，但在函数式语言中并不常见。
正如其他海报所说的那样，一些数据结构，更确切地说是递归数据结构，可以用于递归处理。由于函数式语言中最常见的数据结构是单链表，因此通过使用列表和递归函数来解决问题是一种常见的做法。
支持递归解的另一个论点是递归和归纳之间的紧密关系。使用递归解决方案允许程序员以归纳的方式思考问题，这有助于解决问题。
同样，正如其他海报所说，编译器优化尾递归函数（显然，并非所有函数都可以从尾调用优化中受益）的事实是一个实现细节，它允许递归算法在恒定空间中运行。