函数递归与栈的关系
首先通过反汇编语言,我们来了解一下最简单的递归函数与栈之间的关系。
如何获得反汇编语言,在visual studio 2008中,在debug环境下,在debug/windows/disassembly中可以查看反汇编之后的语言。现在我们看一下阶乘n!的实现
其C语言实现代码如下
#include <stdio.h>
int factorial(int n);
int main(void)
{
int fact;
fact = factorial(4);
printf("%d\n",fact);
return 0;
}
int factorial(int n)
{
if (1 == n )
return 1;
return n * factorial(n - 1);
}
其反汇编之后的语言如下
主程序main
int main(void)
{
00DB1FD0 push ebp
00DB1FD1 mov ebp,esp
00DB1FD3 sub esp,0CCh
00DB1FD9 push ebx
00DB1FDA push esi
00DB1FDB push edi
00DB1FDC lea edi,[ebp-0CCh]
00DB1FE2 mov ecx,33h
00DB1FE7 mov eax,0CCCCCCCCh
00DB1FEC rep stos dword ptr es:[edi]
int fact;
fact = factorial(4);
00DB1FEE push 4
00DB1FF0 call @ILT+475(_factorial) (0DB11E0h)
00DB1FF5 add esp,4
00DB1FF8 mov dword ptr [fact],eax
printf("%d\n",fact);
00DB1FFB mov esi,esp
00DB1FFD mov eax,dword ptr [fact]
00DB2000 push eax
00DB2001 push offset string "%d\n" (0DB5A38h)
00DB2006 call dword ptr [__imp__printf (0DB82BCh)]
00DB200C add esp,8
00DB200F cmp esi,esp
00DB2011 call @ILT+320(__RTC_CheckEsp) (0DB1145h)
return 0;
其factorial函数的汇编如下
int factorial(int n)
{
00DB1AF0 push ebp
00DB1AF1 mov ebp,esp
00DB1AF3 sub esp,0C0h
00DB1AF9 push ebx
00DB1AFA push esi
00DB1AFB push edi
00DB1AFC lea edi,[ebp-0C0h]
00DB1B02 mov ecx,30h
00DB1B07 mov eax,0CCCCCCCCh
00DB1B0C rep stos dword ptr es:[edi]
if (1 == n )
00DB1B0E cmp dword ptr [n],1
00DB1B12 jne factorial+2Bh (0DB1B1Bh)
return 1;
00DB1B14 mov eax,1
00DB1B19 jmp factorial+3Eh (0DB1B2Eh)
return n * factorial(n - 1);
00DB1B1B mov eax,dword ptr [n]
00DB1B1E sub eax,1
00DB1B21 push eax
00DB1B22 call @ILT+475(_factorial) (0DB11E0h)
00DB1B27 add esp,4
00DB1B2A imul eax,dword ptr [n]
}
00DB1B2E pop edi
00DB1B2F pop esi
00DB1B30 pop ebx
00DB1B31 add esp,0C0h
00DB1B37 cmp ebp,esp
00DB1B39 call @ILT+320(__RTC_CheckEsp) (0DB1145h)
00DB1B3E mov esp,ebp
00DB1B40 pop ebp
00DB1B41 ret
在整个汇编程序中,在
call @ILT+475(_factorial) (0DB11E0h)
之前的push 为参数的入栈。这儿是关键,其他的push我们可以认为是系统为了栈的平衡而进行的必要操作。
在factorial的反汇编中,
00DB1B39 call @ILT+320(__RTC_CheckEsp) (0DB1145h)
这句话是函数factorial调用自己本身,也就是递归。
push eax;将每次入栈的参数保存到eax寄存器中,然后再入栈,这样在n != 1时,每次的参数都会入栈;
00DB1B2A imul eax,dword ptr [n]
这一步骤是为了进行相乘。在eax寄存器中保存相乘的值。
其实在整个过程中,牵涉到函数调用中栈帧的一系列操作, http://www.zzzyk.com/kf/201111/110912.html 这篇博客详细讲述了调用函数过程中栈帧的一系列操作。
进行一个总结:
函数递归是利用系统中栈进行操作的,通过对栈帧的一系列操作,从而实现递归。这个过程是由系统来完成的。
在阶乘中,我们通过对factorial函数的参数入栈,然后通过栈帧的一系列操作,从而实现参数的出栈,进而完成阶乘这个动作。整个过程实际上就是一个栈的入栈和出栈问题。
现在我们要通过自己定义一个栈来实现函数递归
补充:软件开发 , C语言 ,