斐波那契數列的實現 遞迴和迭代

2021-09-01 06:34:00 字數 1333 閱讀 4430

一、定義

斐波那契數列:數列從第三項開始,每一項都等於前兩項之和。如1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144,…

數學定義(遞迴):f0=0,f1=1,fn=fn-1+fn-2(n>=2,n∈n*)

二、實現

1、遞迴法

遞迴滿足2個條件:

1)有反覆執行的過程(呼叫自身)

2)有跳出反覆執行過程的條件(遞迴出口)

優點:程式呼叫自身的程式設計技巧,大問題化為小問題,可以極大的減少**量,**簡潔清晰,可讀性好

缺點:時間複雜度太大,隨著n的增大,運算時間將會急劇增加,遞迴太深容易造成堆疊的溢位。除了最後乙個數,每個數都被重複計算若干次。

2、迭代法

利用變數的原值推算出變數的乙個新值,迭代效率高,執行時間因迴圈次數增加而增加,**不如遞迴簡潔,編寫複雜問題時困難。

public class fibonacci 

//遞迴

public static int fab(int n)else

}//迭代

public static int fab_iter(int n)else

return result;}}

}

其他相關問題

題目1: 青蛙跳台階問題。

乙隻青蛙一次可以跳上1級台階,也可以跳上2級台階。求該青蛙跳上乙個n級台階總共有多少種跳法。

分析: 我們將n級台階的跳法看作是n的函式,記為f(n)。

當n=1時,只有1種跳法;

當n=2時,有跳1次2階和跳2次1階的2種跳法;

當n>2時,第一次跳有兩種選擇:一種是第一次跳1階,此時跳法為後面剩下的n-1階,即為f(n-1);一種是第一次跳2階,此時跳法為後面剩下的n-2階,即為f(n-2)。

因此,由上面的分析可以看出n階的不同跳法的總數為f(n)=f(n-1)+f(n-2)。實際上就是斐波那契數列。

擴充套件:青蛙跳台改為青蛙可以一次跳1級台階,也可以2階,…,也可以n階。總共的跳法,最後用數學歸納法,可以證明:f(n)=2^(n-1)。

題目2: 矩形覆蓋問題

我們可以用2x1的小矩形橫著或者豎著去覆蓋更大的矩形。問用8個2x1的小矩陣無重疊地覆蓋乙個2x8的大矩陣,共有多少種方法?

分析: 我們將2x8的覆蓋方法記為f(8)。用第乙個小矩形覆蓋大矩形最左邊的時候,有兩種選擇:豎著放置或者橫著放置。

豎著放置的時候,右邊還剩下2x7的區域,記為f(7);

橫著放置的時候,左上角放置乙個,則對應的左下角必須還有乙個小矩陣,則右邊還剩下2x6的區域,記為f(6);

因此,f(8)=f(7)+f(6),可以看出,這仍然是斐波那契數列。

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