探索 C 语言的递归函数

《C Primer Plus》函数章节：递归函数。结合 Visual Studio 调试理解 C 语言的递归函数，下面是书上一模一样的代码，贴在这里：

#include<stdio.h>

void up_and_down(int);

int main(void)
{
  up_and_down(1);
  return 0;
}

void up_and_down(int n)
{
  printf("Level %d: n location %p\n", n, &n);
  if (n < 4)
  {
    up_and_down(n + 1);
  }
  printf("LEVEL %d: n location %p\n", n, &n);
}

通过指针运算符可以查看到这个变量的内存地址信息。在格式化打印语句里取值就是%p，按照十六进制输出，而%d是按十进制输出。

可以看到变量 n 的地址在前 4 次都发生变化，这是因为传递给函数的变量是属于函数的，它是一个局部变量，因此地址不一样。后四次 n 变量的地址与前面的地址信息呈倒转的现象，是因为递归函数在往回执行导致的结果。

if n < 4，所以最多只能执行四次up_and_down()函数。请注意，这四次执行完成之后，后面还有一个打印语句，它还没有被执行，也就是说，递归函数在哪里，那么后面的代码就被“截断”暂时不执行：

可以发现，行 18 累计了 4 次，然后依次从高到低由往回执行，也就是图1显示的效果。下图是递归函数执行的流程图：

第 1~4 级函数执行自己的时候，n 在逐步自增 1，直到第 4 级递归函数不符合 if 条件，就开始从第 4 级函数依次返回执行。根据图1可知，每一级函数接收的变量 n 都是独立的内存地址。所以，依次返回执行每一级的函数的变量 n 看似就是在自减。

递归有时候难以捉摸，有时候却很方便实用。结束递归是使用递归的难点，因为递归代码中没有终止递归的条件，就会无限递归。可以使用循环的地方通常可以使用递归，有时候用循环解决问题比较好，但有时候用递归更好。递归比较消耗计算机内存，每递归一次，里面的变量就要重新创建一次，图1已经证实了这一点。