程序化非尾递归消除

Question

我正在用JavaScript做一个玩具Lisp解释器。JS没有尾递归消除( TRE )，所以我在JS (伪代码)中使用while循环实现了TRE：

function eval (exp, env)
  while true
    if exp is self evaluating
      return exp
    else if ...
      ...
    else if exp is a function call
      procedure = eval(car(exp), env)
      arguments = eval_operands(cdr(exp), env)
      exp = procedure.body
      env = extend_env(procedure.env, env)
      continue # tail call 

所以我很高兴，像下面这样的尾递归函数不会超出堆栈：

(define +
  (lambda (n m)
    (cond ((zero? n) m)
          (else (+ (sub1 n) (add1 m))))))

(+ 10000 1) ;=> 10001

然而，不是尾递归的函数会耗尽JS堆栈(因为JS代码在eval_operands上重复太多)：

(define +
  (lambda (n m)
    (cond ((zero? n) m)
          (else (add1 (+ (sub1 n) m)))))  ; not proper tail-recursive

(+ 10000 1) ;=> JS: Maximum call stack size exceeded

如何处理非尾递归函数？有哪些选择？什么是好的资源？我读过一些关于trampolining，堆栈外部化和继续传递风格的文章，但我所能找到的是如何用这些风格编写代码，而不是如何使用这些技术来编写解释器。

Answer 1

如果您能够将呼叫帧信息保存在其他位置，则始终可以将呼叫转换为跳转。这就是“堆栈外部化”所指的。

对于您的解释器，您的调用帧数据需要保存非尾部调用的延续(其本身可能包含进一步的引用，例如对它需要访问的任何变量的引用)。每个活动的非尾部调用都需要一个调用帧。

当然，所有这些都是用堆栈空间换取堆空间。最后，这样做并不能真正节省任何内存。:-)