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Scala for Backend Engineering & Functional Programming · レッスン

tailrec アノテーション

最適化を保証します。

「tailrec アノテーション」はCoddyKit上の無料Scala for Backend Engineering & Functional Programmingレッスンです。 これはレッスン2/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはScala for Backend Engineering & Functional Programming学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 Scala for Backend Engineering & Functional Programmingコースには全4レッスンが含まれています。

このレッスンの一部はまだ翻訳されておらず、英語で表示されています。

What is Tail Recursion?

A recursive call is in tail position when it is the very last action of the function. A tail-recursive function can be optimized into a loop, reusing a single stack frame, so it never overflows.

Tail Position

In n * factorial(n-1), the recursive call is not last: the multiplication happens after it returns. In gcd(b, a % b), the call is last. Only the latter is tail-recursive.

The @tailrec Annotation

Import scala.annotation.tailrec and annotate a method. The compiler then verifies the call is truly in tail position and applies the optimization. If it is not, compilation fails.

import scala.annotation.tailrec

object Main {
  @tailrec
  def countdown(n: Int): Unit = {
    if (n >= 0) {
      println(n)
      countdown(n - 1)
    }
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = countdown(3)
}

Guaranteed Optimization

The key benefit of @tailrec is the compile-time guarantee. You are told immediately if your function is not stack-safe, rather than discovering it via a runtime crash on large input.

A Tail-Recursive gcd

Euclid's algorithm is already tail-recursive: the recursive call is the entire body's result. Annotating it confirms this.

import scala.annotation.tailrec

object Main {
  @tailrec
  def gcd(a: Int, b: Int): Int =
    if (b == 0) a else gcd(b, a % b)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(gcd(1071, 462))
  }
}

What Breaks Tail Position

Common patterns that move the call out of tail position:

  • Doing arithmetic on the result: n + f(...).
  • Wrapping in a constructor: x :: f(...).
  • Using the result in a try block.

Non-Tail Example

This sum is not tail-recursive because the addition wraps the call. Annotating it with @tailrec would cause a compile error. (Shown without the annotation so it runs.)

object Main {
  def sum(n: Int): Int =
    if (n == 0) 0
    else n + sum(n - 1)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(sum(100))
  }
}

Why It Cannot Be Optimized

Because n + sum(n - 1) must remember n to finish the addition after the call returns, each level needs its own stack frame. The compiler cannot collapse this into a loop, so it is not tail-recursive.

A Large Tail-Recursive Loop

A tail-recursive sum using an accumulator runs for huge inputs without overflowing, because it reuses one frame.

import scala.annotation.tailrec

object Main {
  @tailrec
  def sumTo(n: Int, acc: Long = 0): Long =
    if (n == 0) acc else sumTo(n - 1, acc + n)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(sumTo(1000000))
  }
}

tailrec Requires final or Local

For @tailrec to apply, the method must not be overridable: it must be private, final, or a local/nested method. An open method could be overridden, breaking the optimization, so the compiler rejects it.

Mutual Recursion Caveat

@tailrec only optimizes a function calling itself. Two functions calling each other (mutual recursion) cannot be tail-optimized by the JVM directly; for that you need trampolining, covered later.

Quick Check

Test your understanding of @tailrec.

Recap

You learned the @tailrec annotation:

  • A call in tail position can be optimized into a loop.
  • @tailrec gives a compile-time guarantee of stack safety.
  • The method must be final, private, or local.
  • It only covers self-recursion, not mutual recursion.

よくある質問

「tailrec アノテーション」レッスンは無料ですか？

はい。「tailrec アノテーション」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、Scala for Backend Engineering & Functional Programmingコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 Scala for Backend Engineering & Functional Programmingコースには全4レッスンが含まれています。

「tailrec アノテーション」で何を学びますか？

最適化を保証します。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでScala for Backend Engineering & Functional Programmingを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

Scala for Backend Engineering & Functional Programmingを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのScala for Backend Engineering & Functional Programmingは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン2/4です。

「tailrec アノテーション」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このScala for Backend Engineering & Functional Programmingレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのScala for Backend Engineering & Functional Programmingレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

このコースのすべてのレッスン

  1. 再帰の基礎
  2. tailrec アノテーション
  3. アキュムレーターパターン
  4. トランポリン
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