不用遞歸實現斐波那契數列


前兩天做算法題,看到一道有意思的題目,由于看到的時候已經快晚上11點了,而我們學校是晚上11點斷電熄燈睡覺。我就記下了題目,然后就躺在床上想這個題該怎么解。

題目長這樣:

假設你正在爬樓梯,需要n步你才能到達頂部。但每次你只能爬一步或者兩步,你能有多少種不同的方法爬到樓頂部?比如n=3,1+1+1=1+2=2+1=3,共有3中不同的方法。

最開始的思路是可能跟排列組合有關,想了一會兒,發現思路不對啊。又換換思路,心想,可能跟前一項有關,當我試到n=5的時候,發現規律了!n級階梯的走法數就等于前兩項的走法數的和。跟斐波那契數列的公式有點像。唯一的區別就是最開始的兩項的值不一樣。

第二天早上第一節正好沒課,袖子卷起來,打算把昨天的那道題實現了,總共幾行代碼,

     private long an;
    public long climbStairs(int n) {
        // write your code here
        if(n==0) return 1;
        int rst[]={1,2};
        if(n<3) return rst[n-1];
        
        n=climbStairs(n-1)+climbStairs(n-2);
        return an;
    }

點擊提交,好家伙,結果網站提示“時間超出了限制”。
原因就是使用了遞歸,我們都知道遞歸就是調用自身,既然是調用函數,就會有調用函數的開銷,在一個函數調用之前需要做許多工作,比如準備函數內局部變量使用的空間、搞定函數的參數等等,而且使用遞歸調用有時會產生棧區溢出的異常,就是因為方法調用的深度太深了,存不下了。

怎么辦呢?我之前看過《劍指offer》這本書,還被我從圖書館借出來了。它里面就提到過怎么不用遞歸實現斐波那契數列。思想是通過移動兩個“指針”實現從前往后算而不是遞歸那樣從后往前算。我們來看看修改之后的代碼:

  private long an;
    public long climbStairs(int n) {
        // write your code here
        if(n==0) return 1;
        int rst[]={1,2};
        if(n<3) return rst[n-1];
       long a1=1,a2=2;
        for(int i=3;i<=n;i++){
            an=a1+a2;
            a1=a2;//每次都往后移動這兩個“指針”
            a2=an;
        }
        return an;
    }

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