青蛙跳台阶问题

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题目

一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级台阶。求该青蛙跳上一个 n 级的台阶总共有多少种跳法。

答案需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。

示例 1:

输入:n = 2 输出:2

示例 2:

输入:n = 7 输出:21

示例 3:

输入:n = 0 输出:1

提示:

  • 0 <= n <= 100

思路

递归解法:

这里可以联想到斐波那契数列,根据题意可以发现,其青蛙跳台阶的公式为:f(n) = f(n -2) + f(n -1 )

于是可以编写出我们的代码:

class Solution {
public:
    int numWays(int n) {
​
        int a[1089849];
        if(n<=1) return 1;
        
        a[1]=1,a[0]=1;
        for(int i=2;i<=n;i++){
            // 这里要注意对结果取模
            a[i]=(a[i-1]+a[i-2])%1000000007;
            
        }
​
        return a[n];
​
    }
};

循环求余法:

大数越界: 随着 n 增大, f(n) 会超过 Int32 甚至 Int64 的取值范围,导致最终的返回值错误。那这时我们可以使用循环求余法。即用三个数字不断的模拟结果,我们都知道递归公式等于f(n) = f(n -2) + f(n -1 ),也可以这样理解,即后面的结果等于前两个数的结果之和。于是我们定义a, b ,sum,每一次sum = a+ b,a=b,b=sum;这样做把时间复杂度降低为O(n),空间复杂度也大大降低。

代码

class Solution {
public:
    int numWays(int n) {
        // 如果青蛙跳的阶数小于2,那么只有一种情况
        if(n < 2) return 1;
​
        int p = 1,q = 1, r =0;
        for(int i = 2;i <= n;i ++)
        {
            r = (p + q) % 1000000007;
            p = q;
            q = r;
        } 
        return r;
    }
};