栈、递归、循环的关系_出栈入栈为什么比循环快

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栈和递归其实原理都是差不多的，栈是先进后出，递归也是先进后出，递归也是利用堆栈来实现的，循环可以模拟代替栈和递归，只是用循环太复杂。

首先说明一下栈和堆的不同（这里的栈是系统自动维护的一种数据结构，内存分配方式和我们自己写的栈数据结构是不一样的。）。

栈：就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。
递归的就是用系统栈来实现的，一般栈的大小默认为1MB，所以有时候使用递归的时候会出现栈溢出。这时候你可以修改栈的默认大小。如下图：

大小是以字节为单位的，最小是4个字节。

堆：就是那些由 new (malloc)分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制。如果忘记释放，则会发生严重的内存泄漏。只有程序结束后，操作系统才会收回这些内存。

我们所使用的栈，分配方式就的就是堆的方式，一般32位系统，堆的大小为4GB。空间利用大了，但是效率缺比栈低太多了，因为栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是 C/C++ 函数库提供的，它的机制是很复杂的。

现在来比较一下它们的使用方式，代码如下：

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

//递归方式
void Print1(int n)
{
	if (--n != 0)
	{
		cout << n << endl;   //系统会先把Print1(4)、Print1(3)、Print1(2)、Print1(1)、Print1(0)压入栈中
		Print1(n);           
		cout << n << endl;   //当n==0时，条件不成立后，系统会把
	}                        //Print1(0)、Print1(1)、Print1(2)、Print1(3)、Print1(4)依次出栈
}

//栈的方式
void Print2(int n)
{
	stack<int> s;
	while (--n)             //先压栈
	{
		cout << n << endl;
		s.push(n);
	}
	while (!s.empty())      //出栈
	{
		cout << s.top() << endl;
		s.pop();
	}
}

//循环的方式
void Print3(int n)
{
	for (int i = n - 1;i > 0;i--) //倒着输出
		cout << i << endl;
	for (int i = 1;i < n;i++)     //正着输出
		cout << i << endl;
}

int main()
{
	Print1(5);  //递归
	cout << "---------------------------" << endl;
	Print2(5);  //栈
	cout << "---------------------------" << endl;
	Print3(5);  //循环
	return 0;
}
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通过调试，发现递归调用堆栈的方式，如图：
依次压栈：

依次出栈：

结果如图：

三者效率相比以及使用优势：
栈：效率最低，但是空间利用率高，例如上面的Print，经过修改默认栈大小后，递归最多也只能Print(5000000)，而栈则是它的好十几倍。
递归：效率排在循环后面，但是比栈的效率高很多，只是不能进行太大层级的递归，所以一般递归用在层级较为少的应用上，例如windows的磁盘遍历，相信没有人会无聊的搞一个文件夹的层级搞到几千甚至上万吧。
循环：效率最高，如果需要高效率，高的空间利用率的话，也就只能用循环代替了，虽然复杂，但却不是不能实现。

三者效率如图：
都是Print(5000000)，并且把输出语句去掉.

递归的应用，如何递归遍历磁盘文件 。

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