尾调用（Tail Call）是函数式编程的一个重要概念，本文介绍它的含义和用法。

概述

在计算机科学里，尾调用是指一个函数里的最后一个动作是一个函数调用的情形：即这个调用的返回值直接被当前函数返回的情形。这种情形下称该调用位置为尾位置。若这个函数在尾位置调用本身（或是一个尾调用本身的其他函数等等），则称这种情况为尾递归，是递归的一种特殊情形。尾调用不一定是递归调用，但是尾递归特别有用，也比较容易实现。

在程序运行时，计算机会为应用程序分配一定的内存空间；应用程序则会自行分配所获得的内存空间，其中一部分被用于记录程序中正在调用的各个函数的运行情况，这就是函数的调用栈。常规的函数调用总是会在调用栈最上层添加一个新的堆栈帧（stack frame，也翻译为“栈帧”或简称为“帧”），这个过程被称作“入栈”或“压栈”（意即把新的帧压在栈顶）。当函数的调用层数非常多时，调用栈会消耗不少内存，甚至会撑爆内存空间（栈溢出）[1]，造成程序严重卡顿或意外崩溃。尾调用的调用栈则特别易于优化，从而可减少内存空间的使用，也能提高运行速度。[1]其中，对尾递归情形的优化效果最为明显，尤其是递归算法非常复杂的情形。[1]

一般来说，尾调用消除是可选的，可以用，也可以不用。然而，在函数编程语言中，语言标准通常会要求编译器或运行平台实现尾调用消除。这让程序员可以用递归取代循环而不丧失性能。

什么是尾调用

尾调用 （tail call） 指的是一个函数的最后一条语句也是一个返回调用函数的语句。在函数体末尾被返回的可以是对另一个函数的调用，也可以是对自身调用（即自身递归调用）

function foo(data) {
    a(data);
    return b(data);
}

在这里，a(data)、b(data) 都是函数调用，但是 b(data) 是函数返回前的最后运行的东西，所以也是所谓的尾位置。然后，并非所有的尾调用都必须在一个函数语法上最后的位置。考虑:

function bar(data) {
    if ( a(data) ) {
        return b(data);
    }
    return c(data);
}

在这里，b、c 的调用都在尾位置。这是因为尽管 b(data) 不在 bar 语法上最后的位置，它是 if 叙述其中一个分支最后的位置。

现在考虑以下代码：

function foo1(data) {
    return a(data) + 1; // 不是
}
function foo2(data) {
    var ret = a(data);
    return ret; // 是
}
function foo3(data) {
    var ret = a(data);
    return (ret === 0) ? 1 : ret; // 不是
}

在这里，a(data) 处于 foo2 的尾位置，但不处于 foo1 或 foo3 的尾位置。这是因为程序必须返回这2个 a 函数的调用以检查、更动 a 的返回值。

严格模式

ES6 的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。
这是因为在正常模式下，函数内部有两个变量，可以跟踪函数的调用栈。

* func.arguments：返回调用时函数的参数。
* func.caller：返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时，函数的调用栈会改写，因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量，所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

function restricted() {
    'use strict';
    restricted.caller;    // 报错
    restricted.arguments; // 报错
}

什么是尾递归

若函数在尾位置调用自身（或是一个尾调用本身的其他函数等等），则称这种情况为尾递归。尾递归也是递归的一种特殊情形。尾递归是一种特殊的尾调用，即在尾部直接调用自身的递归函数。对尾递归的优化也是关注尾调用的主要原因。尾调用不一定是递归调用，但是尾递归特别有用，也比较容易实现。

尾调用优化示例

// 没有尾递归优化
function fibonacci(n) {
    if (n <= 1) return 1
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
}
// 尾递归优化
function fibonacci2(n, ac1 = 1, ac2 = 1) {
    if (n <= 1) return ac2
    return fibonacci2(n - 1, ac2, ac1 + ac2)
}

console.time("fibonacci")
fibonacci(40) // 1103.526ms
console.timeEnd("fibonacci")

console.time("fibonacci2")
fibonacci2(40) // 0.034ms
console.timeEnd("fibonacci2")