斐波那契Fibonacci 演算法優化

2021-10-03 10:26:35 字數 1090 閱讀 5007

方法一: 遞迴法

int

fib(

int n)

遞迴法的時間複雜度為o(2^n)。

遞迴演算法的程式看上去很簡潔,但實際上執行起來卻不如此,深度的遞迴會占用很多棧空間,容易造成溢位。另外在遞迴計算fibonacci數列過程中有很多重複計算。比如,計算f(5)需要計算f(4),f(3)。計算f(4)時又要計算一遍f(3)。在n數字很大時,這樣重複的計算非常耗時且沒有意義。

方法二: 遞推法(借用陣列儲存)

解決方法就是使用乙個陣列將算過的數儲存起來,將遞迴法轉為遞推法。如果需要計算f(n),我們就從f(0)開始計算,一直計算到f(n)。

這樣就消除了重複計算,因為每次計算新值都是從之前計算過的陣列中取。遞推法的時間複雜度為 o(n2),空間複雜度為 o(n)。

int

fibonacci

(int n)

return f[n]

;}

方法三: 遞推法優化(不用陣列)

遞推法其實還能夠進行優化,可以不再使用陣列儲存,分析一下:在計算f(n)時我們只需要知道f(n-1)和f(n-2)兩個值即可,即只保留陣列中最後倆數即可,前面的元素已經沒有存在的必要。因此我們使用兩個變數來儲存需要計算出f(n)的前兩個元素即可。

int

fibonacci

(int n)

return ans;

}

分別用k和tmp儲存我們需要的兩個值,初始k代表 f(0),ans代表f(1), 令tmp=k臨時儲存f(0),k儲存f(1),計算f(2) = f(0) + f(1),即ans=k + tmp,當計算完f(2)後 ,f(0)的值我們已經不需要了,此時為了計算f(3)我們需要的是f(1)和剛剛計算好的f(2), 重複上述步驟,令tmp=k臨時儲存f(1),k儲存剛剛計算好的f(2)的值ans,然後計算f(3) = f(2) + f(1),即ans=k + tmp。依次類推…

優化後演算法的空間複雜度為o(1)。

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