【Python】RecursionErrorとは?発生原因や対処法・回避方法を解説

この記事では、初心者向けにRecursionErrorとは何か、その発生原因、対処法、例外処理についてわかりやすく解説します。

RecursionErrorは再帰関数と密接な関係にある例外なので、再帰関数を使う人は必ず理解しておきましょう。

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RecursionErrorとは?

RecursionErrorとは、再帰関数が無限ループに陥ったり、再帰の深さが制限を超えたりした場合に発生するエラーです。

再帰関数は、自身の中で自身を呼び出すことで処理を繰り返す仕組みですが、正しく制御されない場合には無限ループに陥ることがあります。

RecursionErrorの発生原因

RecursionErrorは、再帰関数が無限ループに陥ったり、再帰の深さが制限を超えたり、スタックオーバーフローが発生した場合に発生するエラーです。

以下では、それぞれの発生原因について詳しく説明します。

再帰関数の無限ループ

再帰関数は、自身の中で自身を呼び出すことで処理を繰り返す関数です。

しかし、再帰関数が適切に終了条件を設定していない場合、無限ループに陥ってしまい、RecursionErrorが発生します。

例えば、以下のような再帰関数が無限ループに陥る可能性があります。

def infinite_loop():
    infinite_loop()

この関数は、自身を無限に呼び出し続けるため、RecursionErrorが発生します。

再帰の深さの制限

Pythonには、再帰の深さに制限があります。

デフォルトでは、再帰の深さの制限は1000回です。

再帰関数がこの制限を超える回数呼び出されると、RecursionErrorが発生します。

以下のような再帰関数が再帰の深さの制限を超える可能性があります。

def recursive_function(n):
    if n == 0:
        return
    recursive_function(n - 1)

この関数は、引数nを1ずつ減らしながら自身を呼び出すため、再帰の深さがn回になります。

もしnが1000以上の値であれば、RecursionErrorが発生します。

スタックオーバーフロー

再帰関数が多くのメモリを使用する場合、スタックオーバーフローが発生する可能性があります。

スタックオーバーフローは、再帰関数が使用するスタック領域が限界を超えた場合に発生します。

これは、再帰の深さが非常に深い場合や、再帰関数が大量のデータを処理する場合に起こります。

スタックオーバーフローが発生すると、RecursionErrorが発生します。

以上がRecursionErrorの発生原因の一部です。

RecursionErrorの対処法

RecursionErrorは再帰関数の実行時に発生するエラーです。

このエラーを解決するためには、以下の対処法があります。

再帰関数の修正

再帰関数の無限ループがRecursionErrorの原因となることがあります。

再帰関数を修正して、適切な終了条件を設定することで、無限ループを回避することができます。

例えば、以下の再帰関数を考えてみましょう。

def countdown(n):
    if n == 0:
        return
    else:
        print(n)
        countdown(n-1)

この再帰関数は、引数nを受け取り、nから1までの数を順番に表示します。

しかし、このままではnが0になるまで再帰呼び出しが続き、無限ループが発生してしまいます。

この場合、再帰関数の終了条件を追加することで、無限ループを回避することができます。

def countdown(n):
    if n == 0:
        return
    else:
        print(n)
        countdown(n-1)
countdown(5)

この修正により、再帰関数はnが0になった時点で終了し、無限ループを回避することができます。

再帰の深さの制限の変更

Pythonでは、再帰の深さに制限があります。

デフォルトでは1000回の再帰呼び出しまで許容されますが、再帰関数の処理が深くなる場合には、この制限を変更する必要があります。

再帰の深さの制限は、sysモジュールのsetrecursionlimit()関数を使用して変更することができます。

import sys
sys.setrecursionlimit(2000)

上記の例では、再帰の深さの制限をデフォルトの1000から2000に変更しています。

ただし、再帰の深さを増やすことでメモリ使用量も増えるため、注意が必要です。

スタックオーバーフローの回避

RecursionErrorは、再帰関数の呼び出し回数がスタックの容量を超えた場合にも発生することがあります。

この場合、スタックオーバーフローを回避するために、ループを使用した再帰関数の代替方法を検討することがあります。

例えば、以下の再帰関数を考えてみましょう。

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

この再帰関数は、引数nの階乗を計算します。

しかし、再帰の深さが大きくなると、スタックオーバーフローが発生する可能性があります。

この場合、ループを使用した再帰関数の代替方法を検討することができます。

def factorial(n):
    result = 1
    for i in range(1, n+1):
        result *= i
    return result

この修正により、再帰関数の代わりにループを使用して階乗を計算することができます。

これにより、スタックオーバーフローを回避することができます。

以上がRecursionErrorの対処法です。

適切な修正や制限の変更、ループを使用した代替方法を適用することで、RecursionErrorを回避することができます。

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