1. 第一题(引子):输出菲波那切数列的第N项。
斐波那契数列含义(百度百科):
指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F(0)=0,F(1)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)
递归方式:
public static int fibnacci(int n){
if (n==0){
return 0;
}
if (n==1){
return 1;
}
return fibnacci(n-1)+fibnacci(n-2);
}
我们计算n为4的情况:那么我们需要做如下的计算:
Fibonacci(4) = Fibonacci(3) + Fibonacci(2);
= Fibonacci(2) + Fibonacci(1) + Fibonacci(1) + Fibonacci(0);
= Fibonacci(1) + Fibonacci(0) + Fibonacci(1) + Fibonacci(1) + Fibonacci(0);
看看,多做了多少计算。2 计算了 2次,1 计算了5次,0计算了3次。正常来说我们计算4次就可以了吧。这样相当于多做了4次。
非递归方式:
public static int fibnacci2(int n){
if (n==0){
return 0;
}
if (n==1 || n==2){
return 1;
}
int f1=1;
int f2=1;
int count=3;
while (count++<=n){
int temp=f1;
f1=f2;
f2=temp+f2;
}
return f2;
}
延伸到青蛙跳台阶问题:
2. 一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法(先后次序不同算不同的结果)。
如果n=1,只有一种跳法,那就是1
如果n=2,那么有两种跳法,2,[1,1]
如果n=3,那么有三种跳法,[1,1,1],,[1,2],[2,1]
如果n=4,那么有五种跳法,[1,1,1,1],[1,1,2],[1,2,1],[2,1,1],[2,2]
如果n=5,那么有八种跳法,[1,1,1,1,1],[1,1,1,2],[1,1,2,1],[1,2,1,1],[2,1,1,1],[2,2,1],[2,1,2],[1,2,2]
结果为1,2,3,5,8 这不特么是斐波那切数列嘛
递归做法:
public static int jump(int n){
if (n==0)
return 0;
if (n==1)
return 1;
if (n==2)
return 2;
return jump(n-1)+jump(n-2);
}
非递归做法:
public static int jump2(int n){
if (n==0)
return 0;
if (n==1)
return 1;
if (n==2)
return 2;
int n1=1;
int n2=2;
int count=2;
while (count++<=n){
int tmp=n1;
n1=n2;
n2=tmp+n2;
}
return n2;
}
//一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。
//f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3) + ... + f(n-(n-1)) + f(n-n)
3. 一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。
f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3) + ... + f(n-(n-1)) + f(n-n)= f(0) + f(1) + f(2) + f(3) + ... + f(n-2)+f(n-1)
f(n-1) = f(0) + f(1)+f(2)+f(3) + ... + f((n-1)-1) = f(0) + f(1) + f(2) + f(3) + ... + f(n-2)
so f(n)=2*f(n-1)
public int Jump3(int n) {
if (n <= 1) {
return 1;
} else {
return 2 * Jump3(n - 1);
}
}
4. 一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个m级的台阶总共有多少种跳法。
先列多项式:
f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3) + ... + f(n-m)
f(n-1) = f(n-2) + f(n-3) + ... + f(n-m) + f(n-m-1)
化简得:f(n) = 2f(n-1) - f(n-m-1)
public static int Jump4(int n,int m ) {
//当大于m的时候是上面的公式
if(n > m){
return 2*Jump4(n-1, m)-Jump4(n-1-m, m);
}
//当小于等于m的时候就是和n级的相同了
if (n <= 1) {
return 1;
} else {
return 2 * Jump4(n - 1,n);
}
}
}