Python递归执行逻辑解析请求：Foo类bar方法输出疑问

问题背景 #

编写了如下Python类及执行代码，得到对应输出后，无法理解递归执行过程：当if语句中的第一个bar()调用执行到foo.stop=5后，第二个bar()为何会额外执行4次？

代码实现 #

Foo类定义 #

class Foo:
    def __init__(self):
        self.stop = 0

    def bar(self):
        self.stop += 1
        print(self.stop)

        if self.stop < 5:
            print('before first bar')
            self.bar()

            print('before second bar')
            self.bar()

            return None

执行代码 #

foo = Foo()

foo.bar()

print(f"the value of foo.stop is {foo.stop}")

执行输出 #

1
before first bar
2
before first bar
3
before first bar
4
before first bar
5
before second bar
6
before second bar
7
before second bar
8
before second bar
9

the value of foo.stop is 9

递归逻辑拆解 #

递归的核心是调用栈的层级嵌套，每一层bar()调用在执行完第一个递归调用后，才会继续执行第二个递归调用。我们按调用顺序逐层拆解：

1. 第一层调用（stop=1）：
   • stop自增到1，打印1
   • 满足stop<5，打印before first bar，调用bar()进入第二层
2. 第二层调用（stop=2）：
   • stop自增到2，打印2
   • 满足stop<5，打印before first bar，调用bar()进入第三层
3. 第三层调用（stop=3）：
   • stop自增到3，打印3
   • 满足stop<5，打印before first bar，调用bar()进入第四层
4. 第四层调用（stop=4）：
   • stop自增到4，打印4
   • 满足stop<5，打印before first bar，调用bar()进入第五层
5. 第五层调用（stop=5）：
   • stop自增到5，打印5
   • 不满足stop<5，直接退出当前调用，回到第四层
6. 回到第四层（执行剩余代码）：
   • 打印before second bar，调用bar()进入第六层（stop=6，打印6后退出），第四层执行完毕回到第三层
7. 回到第三层（执行剩余代码）：
   • 打印before second bar，调用bar()进入第七层（stop=7，打印7后退出），第三层执行完毕回到第二层
8. 回到第二层（执行剩余代码）：
   • 打印before second bar，调用bar()进入第八层（stop=8，打印8后退出），第二层执行完毕回到第一层
9. 回到第一层（执行剩余代码）：
   • 打印before second bar，调用bar()进入第九层（stop=9，打印9后退出），第一层执行完毕退出

简单来说，当递归走到stop=5触底后，会沿着之前的调用栈从最内层向外层依次返回，每返回一层就会执行该层第一个递归调用后的代码——也就是打印before second bar并调用一次bar()。这样的返回层级一共有4层（第四、第三、第二、第一层），所以会额外执行4次bar()，对应stop从6增加到9。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alpastor