斐波那契数列(跳台阶)

斐波那契数列

题目1:斐波那契数列

大家都知道斐波那契数列,现在要求输入一个整数n,请你输出斐波那契数列的第n项(从0开始,第0项为0)。 n<=39

斐波那契数列定义:

1、1、2、3、5、8、13、21、34、……

我们最容易想到的是递归的方式,代码如下:

    public int Fibonacci(int n) {
        if(n<=0){
            return 0;
        }
        if(n==1){
            return 1;
        }
        return Fibonacci(n-1)+Fibonacci(n-2);
    }

但这并不是最优解,有很严重的效率问题。

改进
从下往上计算,首先根据f(0),f(1)算出f(2),再根据f(1)f(2)算出f(3)…以此类推算出第n项。实现代码如下:

    public int Fibonacci(int n) {
        int one=1;
        int two=1;
        int fibN=0;
        if(n<=0){
            return 0;
        }else if(n==1||n==2){
            return 1;
        }else{
            for(int i=3;i<=n;i++){
                fibN=one+two;
                two=one;
                one=fibN;
            }
            return fibN;
        }        
    }

题目2:跳台阶

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)。

a.如果两种跳法,1阶或者2阶,那么假定第一次跳的是一阶,那么剩下的是n-1个台阶,跳法是f(n-1);
b.假定第一次跳的是2阶,那么剩下的是n-2个台阶,跳法是f(n-2)
c.由a\b假设可以得出总跳法为: f(n) = f(n-1) + f(n-2)
d.然后通过实际的情况可以得出:只有一阶的时候 f(1) = 1 ,只有两阶的时候可以有 f(2) = 2
e.可以发现最终得出的是一个斐波那契数列

代码同上。

题目3:变态跳台阶

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(1) = 1
f(2) = f(2-1) + f(2-2) //f(2-2) 表示2阶一次跳2阶的次数。
f(3) = f(3-1) + f(3-2) + f(3-3)

f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3) + … + f(n-(n-1)) + f(n-n)

进行简化:
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)
f(n) = f(0) + f(1) + f(2) + f(3) + … + f(n-2) + f(n-1) = f(n-1) + f(n-1)
可以得出:
f(n) = 2*f(n-1)
总的跳法为:
         1 ,                  (n=0 )

f(n) = 1 ,                 (n=1 )

          2*f(n-1),        (n>=2)

代码如下:

public int JumpFloorII(int target) {
    if(target<2){
        return 1;
    }else{
        return 2*JumpFloorII(target-1);
    }
}

题目4:矩形覆盖

我们可以用21的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个21的小矩形无重叠地覆盖一个2*n的大矩形,总共有多少种方法?

在这里插入图片描述
先把28的覆盖方法记为f(8).
用第一个小矩形去覆盖最左边时有两种选择:
竖着放:右边还剩2
7区域,覆盖方法记为f(7)。
横着放:右边还剩2*6区域,覆盖方法记为f(6)。
因此f(8)=f(7)+f(6) 仍是斐波那契数列。

代码如下:

    public int RectCover(int target) {
        if(target<=2){
            return target;
        }else{
            return RectCover(target-1)+RectCover(target-2);
        }

    }

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