.NET/C# が末尾呼び出し再帰を最適化しないのはなぜですか?

.NET/C# ミッドテール再帰最適化の分析

末尾再帰 (再帰関数呼び出しの効率的なプログラミング手法) は、.NET/C# では最適化されていません。この記事では、最適化の選択に影響を与えるいくつかの要因を分析する特定の例を使用して、この決定の理由を詳しく掘り下げます。

JIT コンパイルの制限

.NET は、ジャストインタイム (JIT) コンパイルを使用して、短期的なアプリケーションの速度と長期的なパフォーマンスのバランスをとります。コンパイル段階で積極的に最適化すると実行が遅れる可能性があり、分析が不十分だと長期的な効率に影響します。

CLR サポートと言語固有の制限

共通言語ランタイム (CLR) は末尾呼び出しの最適化をサポートしていますが、その実装は適切なオペコードを生成する言語固有のコンパイラーと、JIT のコンプライアンスに依存しています。 F# のコンパイラはこの機能を利用していますが、C# のコンパイラは現在この機能を実装していません。

詳細なコード分析

Foo(i) で示される次の C# メソッドを考えてみましょう。

<code class="language-c#">private static void Foo(int i)
{
    if (i == 1000000)
        return;

    if (i % 100 == 0)
        Console.WriteLine(i);

    Foo(i+1);
}</code>

示されているように、Visual Studio 2008 の JIT は、このメソッドをループに最適化することによって潜在的な利点があるにもかかわらず、最適化できません。これは、.NET/C# における末尾再帰最適化の実際的な制限を示しています。

NGen コンパイルの観点

NGen のコンパイル手順では、一貫した JIT と NGen の動作を維持するための積極的な最適化が優先されません。この領域での潜在的なエラーを回避することで、コンパイラーは予測可能性を維持します。

持続可能な開発

CLR バージョン 4.0 では、さまざまなアーキテクチャでの末尾呼び出しの最適化のサポートが強化されました。ただし、.NET/C# でこの機能を最大限に活用するには、言語固有のコンパイラでこの機能を実装する必要があります。

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