C语言基本笔记（11）—— 递归函数

递归函数

递归函数通过直接或间接调用自身解决问题，需满足：

• 终止条件（Base Case）：确保递归最终停止。
• 递归步骤（Recursive Step）：每次调用向终止条件逼近。

// 示例：递归计算阶乘
int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;       // 终止条件
    else return n * factorial(n-1); // 递归步骤
}

• 应用

  • 树/图的遍历（如文件系统解析）。
  • 分治算法（如快速排序）。

• 风险

  • 栈溢出风险：嵌入式系统栈空间有限，深递归易导致崩溃。
  • 实时性影响：递归调用可能引入不可预测的时间延迟。

• 解决方法

  • 栈溢出 ：

  • 改用迭代或状态机。

  • 限制递归深度（如设置最大层级阈值）。

  • 使用静态/全局变量减少栈占用。

  • 缺失终止条件导致无限递归 ：

    • 严格验证边界条件（如负数输入）。

在嵌入式开发中的递归函数

1. 递归函数替代方案

• 迭代实现：手动管理状态，避免栈溢出。

  // 迭代计算阶乘
  int factorial_iter(int n) {
      int result = 1;
      for (int i=1; i<=n; i++) {
          result *= i;
      }
      return result;
  }
  

• 状态机：适用于多步骤异步任务（如协议解析）。

2. 在资源受限的嵌入式系统中，递归需谨慎使用。若必须使用，需确保：

• 1. 递归深度可控（如设置阈值）。
• 2. 优先考虑尾递归优化（需确认编译器支持）。
• 3. 替代方案（如迭代）无法满足需求。

3. 递归和迭代如何选择？选择依据包括：

• 1. 可读性：递归更直观（如树遍历）。
• 2. 资源限制：嵌入式系统优先选择迭代。
• 3. 性能需求：迭代通常更高效且确定性更强。