算法分析(七):斐波那契数列

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前言

  • 这道题就是找出这个数列的第 n 个节点,而这个数列有个特地点就是第 n 个数字 = n-1 + n-2 两个数字之和,所以我们一般这种有两种解法,递归和迭代
  • 题目地址:leetcode-cn.com/problems/fe… 在这里插入图片描述

第一种解法:迭代法

  • 看到这种一个数等于前两个数之和的题目,第一个想法就需要存储以前的数字,一般都是用数组
  • 第一步,创建一个数组
  • 第二步,给前两个数组复制0 和 1
  • 第三步,进行循环遍历,第 n 个数 = 第 n-1 个数 + 第 n-2 个数,然后存起来
  • 第四步,将数组下标为 n 的数字返回
  • 代码如下:
class Solution {
    public int fib(int n) {
        int[] ans = new int[105];
        ans[0] = 0;
        ans[1] = 1;
        if(n==0)
            return 0;
        if(n==1)
            return 1;
        for(int i=2;i<=n;i++){
            ans[i] = (ans[i-2] + ans[i-1])%1000000007;
        }
        return ans[n];
    }
}
  • 但是你想想,如果第 n 个数足够大,那岂不是要创建一个很大的数组,但是数组除了第 n-1 个数和第 n-2 个数是有用的,之前的都是没用的,所以我们使用双指针法
  • 使用两个指针分别指向第 n-1 个数和第 n-2 个数,然后每次循环就替换这两个指针
  • 代码如下:
class Solution {
    public int fib(int n) {
        if(n == 0){
            return 0;
        }
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        int pre = 0;
        int cur = 1;
        int sum = 0;
        for(int i=2;i<=n;i++){
            sum = (pre + cur)%1000000007;
            pre = cur;
            cur = sum;
        }
        return sum;
    }
}

在这里插入图片描述

第二种方法:递归法

  • 虽然我觉得上面的方法足够简便,并且时间和空间都挺好,但是我还是要说这种递归算法,可能性能不如上面的,但是思想还是要学习一下
  • 先看下图,斐波那契数列给划分下来,就类似于树结构 在这里插入图片描述
  • 所以我们递归也很简单就是下面的代码,将结果分散下去:
class Solution {
    public int fib(int n) {
        if(n == 0){
            return 0;
        }
        if(n == 1){
            return 1;
        }
        return fib(n-1) + fib(n-2);
    }
}
  • 但是这个代码还是有点不够好,因为我们做了很多的重复性操作,就如下图花了红圈的地方,我们可以用一个数组来保存,然后节省时间。 在这里插入图片描述
class Solution {
    public static int[] cache = new int[101];

    public int fib(int n){
        if (0 == n || 1 == n)
            return n;
        if (0 != cache[n])
            return cache[n];
        cache[n] = (fib(n - 1) + fib(n - 2)) % 1000000007;

        return cache[n];
    }

}

在这里插入图片描述

总结

总体来说我还是更喜欢双指针的那种解法,因为更加简便,但是递归还是必学的,思想永远不会嫌多的。