c - 不明白这个递归函数

Question

这是我读过的一本书中的递归函数，因为它不是一个循环，这个函数打印那些更像是循环的输出。我试图理解这个函数 up_and_down 是如何工作的。

在书中我读到它说递归函数调用它自己，但在代码中我无法直接看到它如何？

有人可以一步步解释一下函数中发生的事情吗？提前致谢。

#include<stdio.h>

void up_and_down(int);
int main(void){
  up_and_down(1);
  return 0;

}
void up_and_down(int n){

  printf("Level %d: n location %p\n" , n , &n);
  if(n < 4){

    up_and_down(n+1);
  }
  printf("LEVEL %d: n location %p\n",n,&n);
}

输出

Level 1: n location 0x7ffd8988c9fc

Level 2: n location 0x7ffd8988c9dc

Level 3: n location 0x7ffd8988c9bc

Level 4: n location 0x7ffd8988c99c

LEVEL 4: n location 0x7ffd8988c99c

LEVEL 3: n location 0x7ffd8988c9bc

LEVEL 2: n location 0x7ffd8988c9dc

LEVEL 1: n location 0x7ffd8988c9fc

Answer 1

每次调用递归函数时，都会创建一个新的上下文，并堆积在最后一个上下文之上。该上下文存储在堆栈中。

第一次输入 up_and_down() 时(即:up_and_down(1))，您将获得以下上下文:

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| LEVEL 1 |
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上面的矩形代表调用 up_and_down(1) 内部的上下文。

第二次递归调用此函数(即: up_and_down(2) )，上下文为:

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| LEVEL 2 |
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-----------
| LEVEL 1 |
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对于第三次调用(即:up_and_down(3)):

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| LEVEL 3 |
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| LEVEL 2 |
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-----------
| LEVEL 1 |
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依此类推，直到n等于4(即:up_and_down(4)):

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| LEVEL 4 |
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-----------
| LEVEL 3 |
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| LEVEL 2 |
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-----------
| LEVEL 1 |
-----------

当 n 等于 4 时，函数 up_and_down() 中的 if 语句首次计算为 false 。因此，它不会发生任何额外的递归调用(即:调用 up_and_down(5) 永远不会发生)。因此，n == 4 被认为是此递归函数的退出条件。

执行流程继续执行第二个 printf()(即:显示 LEVEL 4)。然后第四次调用的上下文就被销毁了:

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| LEVEL 3 |
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-----------
| LEVEL 2 |
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-----------
| LEVEL 1 |
-----------

控制流是从调用 up_and_down(4) 返回的控制流，即在递归函数中，其上下文由调用 up_and_down(3) 创建(即:这次显示LEVEL 3)。

以下所有步骤均类似地发生。