218-547717-[专业选修]递归_recursive_调用_call_栈_stack_里的帧_frame.sy.md

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嵌套调用

回忆

• 上次我们了解了递归
  • 递归就是函数自己调用自己
  • 这确实很方便
• 有点像数学归纳法
  • 一层层往源头走
  • 直到可以得到返回值的最初位置
  • 就是归纳开始的地方
• 自己调自己也不是无限调用的
  • 收到内存大小的限制
  • 超出了函数栈会溢出(stack overflow)
• 函数就是这么一个函数
• 函数接受新参数num的时候
• 原来的参数为什么不消失呢？
• 不应该覆盖了么？🤔

查看帧(frame)

• 确实是4次调用
• 每一次都有一个独立的frame对象
• 那这些frame对应的代码(code)对象(object)是一个么？

代码(code)对象(object)

• 虽然是4个帧(frame)对象
• 但是对着同一个代码(code)对象(object)
• 执行还是得到这个函数的代码(code)对象(object)里面执行
• 函数本身没有变
• 一样的逻辑
• 只是所在的帧(frame)不同
• 不同的帧上参数不同
• 参数也能看到么？

参数

• n确实是4321
• 层层深入
• 能看到每次调用时堆栈的样子么？

构造结构

回忆exec

• exec是一个内建(builtin)函数

• 可以把传递给函数的字符串
• 作为一行python代码来执行

构造堆栈

• 构造成功
• 查看具体堆栈

具体堆栈

• 确实是在一层层压栈
• 函数调用(call)栈(stack)上面的帧(frame)
• 确实是一层层往下压栈的
• 因为这是栈(stack)这种数据结构

最终代码

import sys
def fact(n):
    print(n,"==============================")
    frame = sys._getframe()
    for i in range(5-n):
        s = ".f_back" * i
        s = "frame" + s
        print("n=",n,"--------",s)
        exec("print(" + s + ")")
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * fact(n-1)


fact(4)

• exec("print(" + s + ")")
• 括号里三个东西相加
• 三个都是字符串
  • "print("
  • s
  • ")"

分析结果

• 我们只看被执行的语句
• 最开始的时候，n=4时
  • print(frame)
  • 输出当前帧
• 递归进去之后，n=3时
  • print(frame)
    • 输出当前帧
  • print(frame.f_back)
    • 输出输出调用当前帧的一帧
  • 可以看到调用(call)栈(stack)往里面压了一帧(frame)
• 再进去
  • 再往栈里面压一帧
• 再进去
  • 再压栈
• 直到 n=1
  • 不用再压栈
• 一次弹栈返回

总结

• 我们这次看见
• 递归调用的压(push)栈(stack)过程
  • 一层层压
  • 压的是帧(frame)
  • 不同的帧有不同的参数和局部变量
• 代码(code)对象(object)就一个
  • 逻辑不变
  • 反复执行
• 能更直观一点么？🤔
• 我们下次再说👋