【算法38天:Day38】第九章动态规划 斐波那契数列(509)

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题目一:

image.png

动态规划

动规五部曲:

这里我们要用一个一维dp数组来保存递归的结果

  1. 确定dp数组以及下标的含义

dp[i]的定义为:第i个数的斐波那契数值是dp[i]

  1. 确定递推公式

为什么这是一道非常简单的入门题目呢?

因为题目已经把递推公式直接给我们了:状态转移方程 dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];

  1. dp数组如何初始化

题目中把如何初始化也直接给我们了,如下:

dp[0] = 0;
dp[1] = 1;
  1. 确定遍历顺序

从递归公式dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];中可以看出,dp[i]是依赖 dp[i - 1] 和 dp[i - 2],那么遍历的顺序一定是从前到后遍历的

  1. 举例推导dp数组

按照这个递推公式dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2],我们来推导一下,当N为10的时候,dp数组应该是如下的数列:

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

如果代码写出来,发现结果不对,就把dp数组打印出来看看和我们推导的数列是不是一致的。

以上我们用动规的方法分析完了,代码如下:

var fib = function(n) {
    let dp = [0, 1]
    for(let i = 2; i <= n; i++) {
        dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]
    }
    return dp[n]
};
  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)

当然可以发现,我们只需要维护两个数值就可以了,不需要记录整个序列。

代码如下:


// 动规状态转移中,当前结果只依赖前两个元素的结果,所以只要两个变量代替dp数组记录状态过程。将空间复杂度降到O(1)

var fib = function(n) {
    if (n <= 1) return n
    let dp = new Array(2)
    dp[0] = 0
    dp[1] = 1
    for (let i = 2; i <= n; i++) {
        let sum = dp[0] + dp[1]
        dp[0] = dp[1]
        dp[1] = sum
    }
    return dp[1]
};
  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(1)

#递归解法

本题还可以使用递归解法来做

代码如下:

var fib = function(n) {
    if (n < 2) {
        return n 
    } 
    return fib(n - 1) + fib(n - 2)
};
  • 时间复杂度:O(2^n)
  • 空间复杂度:O(n),算上了编程语言中实现递归的系统栈所占空间

总结

斐波那契数列这道题目是非常基础的题目,在后面的动态规划的讲解中将会多次提到斐波那契数列!

这里严格按照关于动态规划,你该了解这些! (opens new window)中的动规五部曲来分析了这道题目,一些分析步骤可能同学感觉没有必要搞的这么复杂,代码其实上来就可以撸出来。

但还是强调一下,简单题是用来掌握方法论的,动规五部曲将在接下来的动态规划讲解中发挥重要作用,敬请期待!

就酱,循序渐进学算法,认准「代码随想录」!