云課堂作業--斐波那契數列引發的思索

前端微專業JavaScript有一道題目是求斐波那契數列的,一開始沒想很多,覺得實現功能自己已經很棒棒了(逃~~~)
后面有同學討論直接遞歸特別耗費時間,開始考慮使用閉包,看我們討論的不亦樂乎的大佬也發話了,指點我們這兩種方式都不是很好,讓我們去看一下尾遞歸(實話說,我早就還給大學老師了=。=)
言歸正傳,開始干活。
------------------------------假裝我是分割線---------------------------
如題:

image.png

我最開始的解法是直接遞歸

function sum(n){
        if(n==0){
            return 0;
        }else if(n==1) {
            return 1;
        }
        else{
            return (arguments.callee(n-1)+arguments.callee(n-2));
           }
      }

這個實現簡單明了就是執行速度太慢了,因為編譯器是以如下方式進行計算的(例如計算Fib(6)):

Fib(6) = Fib(5) + Fib(4);
         = Fib(4) + Fib(3) + Fib(3) + Fib(2);
         = Fib(3) + Fib(2) + Fib(2) + Fib(1) + Fib(2) + Fib(1) + Fib(2);
         = Fib(2) + Fib(1) + Fib(2) + Fib(2) + Fib(1) + Fib(2) + Fib(1) + Fib(2);
         = 8

從上面的遞歸展開式可以看出Fib(4),Fib(3)都被計算了2次,而且遞歸函數以2的指數增長。所以當計算到30時就變得非常慢。(當然這都是后話了,我開始哪里知道這么多~)

后來群里同學說使用閉包會比直接遞歸快,那我就試著用了下閉包;

var sum =(function (){
        return function(n){
            if(n==0 || n==1){
                return n;
            }else{
                return (sum(n-1)+sum(n-2));
               }
        }})();

使用了閉包確實感覺自己吊了一點啊,整個人都萌萌噠,而且后面測試速度也證實了比我原來的好一點。

后面, 大佬指導說直接遞歸和閉包都很影響性能(我實現出來都很不容易呀),告訴我們使用尾遞歸會極大的提高性能,好吧,我只好去查查什么是尾遞歸了,看了幾個demo我寫了如下代碼:

    function sum(n,a,b){
             if (n ==0 ){
                return a;
             }
             else{
                return sum(n-1, b, a +b);
            }
    }

具體執行過程我后面會給傳送門,我也是從那看到的。

---------------------------------分割線又來了--------------------------------

接下來我們來對比一下代碼性能

直接遞歸的耗時:

image.png

分別比較了n為30,33,35的值時候的耗時,圖中有兩個數字,上面的是計算得到的斐波那契數列結果,下面是耗時,單位是毫秒。

閉包

image.png

尾遞歸

image.png

循環

image.png

迭代實現

//使用Java方式,主要是看實現思想
public static long fibo3(long n){    
    if(n<2) return n;    
    long pre=1,prepre=1,ret=0;    
    for(int i=2;i<n;i++){    
        ret=pre+prepre;    
        prepre=pre;    
        pre=ret;    
    }    
    return ret;    
}  

從圖中我們可以很明顯的看出,使用尾遞歸計算斐波那契數列性能完勝直接遞歸和閉包,特別是當數值比較大的時候,尾遞歸的作用就越明顯。循環的方式性能也很好,其實實現斐波那契數列方式多種多樣,真的只是你想不到而已,好了,收工吃飯!

最后想看尾遞歸算法的可以看這里:尾遞歸實現斐波那契

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