如何使涉及期货尾部的函数递归？

Question

在我的Scala应用程序中，我有一个函数调用一个函数，该函数返回Future[T]类型的结果。我需要在递归函数调用中传递映射的结果。我希望这是尾递归的，但地图（或flatMap）正在破坏这样做的能力。我收到错误“递归调用不在尾部位置”。

下面是这个场景的一个简单示例。如何修改它以使调用是尾部递归的（而不破坏使用Await.result（）的未来的好处）？

import scala.annotation.tailrec
import scala.concurrent.{Await, Future}
import scala.concurrent.duration._

implicit val ec = scala.concurrent.ExecutionContext.global

object FactorialCalc {
  def factorial(n: Int): Future[Int] = {

    @tailrec
    def factorialAcc(acc: Int, n: Int): Future[Int] = {
      if (n <= 1) {
        Future.successful(acc)

      } else {
        val fNum = getFutureNumber(n)
        fNum.flatMap(num => factorialAcc(num * acc, num - 1))
      }
    }

    factorialAcc(1, n)
  }

  protected def getFutureNumber(n: Int) : Future[Int] = Future.successful(n)
}

Await.result(FactorialCalc.factorial(4), 5.seconds)

Answer 1

下面是一个 foldLeft 解决方案，它调用另一个返回未来的函数。

def factorial(n: Int): Future[Int] =
  (1 to n).foldLeft(Future.successful(1)) {
    (f, n) => f.flatMap(a => getFutureNumber(n).map(b => a * b))
  }

def getFutureNumber(n: Int) : Future[Int] = Future.successful(n)

Answer 2

用foldLeft代替怎么样？

def factorial(n: Int): Future[Int] = future {
  (1 to n).foldLeft(1) { _ * _ }
}

Answer 3

我可能弄错了，但在这种情况下，您的函数不需要是尾递归的。

尾递归帮助我们在使用递归函数的情况下不消耗堆栈。但是，在您的情况下，我们实际上并没有像典型的递归函数那样使用堆栈。

这是因为“递归”调用将在执行上下文中的某个线程上异步发生。所以很有可能这个递归调用甚至不会和第一个调用驻留在同一个堆栈上。

< code>factorialAcc方法将创建future对象，该对象最终将异步触发“递归”调用。之后，立即从堆栈中弹出。

所以这实际上不是堆栈递归，堆栈不会与n成比例增长，它大致保持不变的大小。

您可以通过在< code>factorialAcc方法中的某个点抛出异常并检查堆栈跟踪来轻松检查这一点。

我重写了您的程序以获得更可读的堆栈跟踪：

object Main extends App {
  import scala.concurrent.{Await, Future}
  import scala.concurrent.duration._

  implicit val ec = scala.concurrent.ExecutionContext.global

  def factorialAcc(acc: Int, n: Int): Future[Int] = {

    if (n == 97)
      throw new Exception("n is 97")

    if (n <= 1) {
      Future.successful(acc)

    } else {
      val fNum = getFutureNumber(n)
      fNum.flatMap(num => factorialAcc(num * acc, num - 1))
    }
  }


  def factorial(n: Int): Future[Int] = {
      factorialAcc(1, n)
  }

  protected def getFutureNumber(n: Int) : Future[Int] = Future.successful(n)

  val r = Await.result(factorial(100), 5.seconds)
  println(r)

}

输出为：

Exception in thread "main" java.lang.Exception: n is 97
at test.Main$.factorialAcc(Main.scala:16)
at test.Main$$anonfun$factorialAcc$1.apply(Main.scala:23)
at test.Main$$anonfun$factorialAcc$1.apply(Main.scala:23)
at scala.concurrent.Future$$anonfun$flatMap$1.apply(Future.scala:278)
at scala.concurrent.Future$$anonfun$flatMap$1.apply(Future.scala:274)
at scala.concurrent.impl.CallbackRunnable.run(Promise.scala:29)
at scala.concurrent.impl.ExecutionContextImpl$$anon$3.exec(ExecutionContextImpl.scala:107)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java:262)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinPool$WorkQueue.runTask(ForkJoinPool.java:975)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinPool.runWorker(ForkJoinPool.java:1478)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:104)

所以你可以看到堆栈实际上很短。如果这是堆栈递归，您应该看到对factorialAcc方法的大约97次调用。相反，您只看到一个。