【C语言】小白学斐波那契数列

本文介绍斐波那契数列的基本概念及其实现方法,包括递归和循环两种方式,并对比了两者的优缺点。

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        最近忙着期末复习,一周时间没有写博客了。刚刚考完了军事理论,晚上也有点空闲时间,就抓紧这个机会跟大家分享一下在C语言中大概率会碰到的斐波那契数列吧。

一、斐波那契数列的定义

关于斐波那契数列的定义,较为常用的解释是这样的:从第三项开始,每一项都等于前两项之和。

二、斐波那契数列的实现

 关于斐波那契数列的实现,可以分成循环写法递归写法

其中,循环写法运行快较快,而递归写法运行起来效率较低,原因各位可以先思考一下,我会在后面进行解释。

1.递归写法:

【代码】

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>

int Fib1(int n)
{
	if (n == 1 || n == 2)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return Fib1(n - 1) + Fib1(n - 2);
	}
}
int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);  //请输入要输出的斐波那契数列前多少项
	for (int i = 1; i <= a; i++)
	{
		printf("%d ", Fib1(i));
	}
	return 0;
}

值得一提的是,为什么在Fib函数中n等于1和n等于2时的返回值都是1呢?

这就要回到斐波那契数列的定义中去,定义中声明了是从第三项开始,每一项才会等于前面两项之和。而n的值为1和2时,前两项的值为负数,根本不符合斐波那契数列的定义,因此,数学家们就规定斐波那契数列的前两项都为1,到第三项开始,才等于前两项之和。

2.循环写法:

【代码】

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>

int Fib2(int n)
{
	int f1 = 1;
	int f2 = 1;
	int f3 = 1;

	for (int i = 2; i < n; i++)
	{
		f3 = f1 + f2;
		f1 = f2;
		f2 = f3;
	}
	return f3;
}

int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);  //请输入要输出的斐波那契数列前多少项
	for (int i = 1; i <= a; i++)
	{
		printf("%d ", Fib2(i));
	}
	return 0;
}

三、总结

掌握了斐波那契数列的逻辑,会发现其实并不难以实现。

回到前面说的,为什么利用循环写法会比递归写法效率更高呢?

这是因为递归写法超出了堆栈的默认规定:1MB,所以效率相对较低。

因此,

对于斐波那契数列,我们推荐使用for循环来实现。

有关斐波那契数列的知识就分享到这里啦,如果有不足之处还请多指教,希望能和大家一起进步!

<think>嗯,用户想深入习C语言中的函数用法和相关概念。首先,我需要整理C语言函数的基本结构,包括定义、参数传递和返回值。用户提到想深入理解,所以不能只停留在表面,得结合引用中的内容。 引用1提到了函数指针和指针函数,这两个概念容易混淆,必须详细区分。函数指针是指向函数的指针变量,而指针函数是返回指针的函数。应该分别给出定义和例子,比如声明方式和使用场景。比如函数指针可以用作回调函数,这在排序或事件处理中很常见。 引用2讨论了递归函数,这是函数的一个重要应用。需要解释递归的基本原理,如何将大问题分解,同时注意基线条件和递归条件。比如用阶乘或斐波那契数列的例子来说明递归的过程,同时提醒递归可能导致的栈溢出问题。 引用3关于函数传参方式,特别是值传递。用户可能对指针传递和引用传递有疑问,但C语言只有值传递,即使传递指针也是拷贝地址的值。这里可以用swap函数的例子,说明为什么直接传递变量无法交换值,而传递指针可以修改原变量。 引用4提到全局变量和局部变量的作用域及生命周期。函数内部使用的变量通常是局部变量,而全局变量可以在多个函数间共享。需要指出全局变量的优缺点,比如初始化为0,但滥用可能导致代码难以维护。 用户的问题还涉及相关概念的对比,比如形参和实参、库函数与自定义函数。这部分需要清晰地区分,举例说明。比如printf是库函数,而用户自己写的add函数是自定义函数。 生成的问题部分要考虑用户可能的后续疑问,比如递归的优缺点、指针在函数中的应用,以及如何避免全局变量的滥用。这些问题能帮助用户进一步巩固知识。 最后,确保回答结构清晰,分点讲解,结合代码示例。比如函数指针部分给出声明和调用的代码,递归部分展示阶乘的实现,参数传递用swap的不同版本来演示效果差异。同时,引用正确的来源,如引用1到引用4,在相关部分末尾添加标识。</think>### 深入理解C语言函数用法及相关概念 #### 一、函数基础结构 1. **函数定义与声明** C语言函数由返回类型、函数名、参数列表和函数体组成。例如: ```c int add(int a, int b) { // 返回类型为int,参数为两个int变量 return a + b; // 函数体实现加法 } ``` 声明时需明确参数类型和返回值类型[^3]。 2. **形参与实参** - 形参:函数定义中声明的变量,如`int a, int b`。 - 实参:调用函数时传入的具体值,如`add(3, 5)`中的`3`和`5`[^3]。 3. **返回值** 通过`return`语句返回结果,返回值类型需与函数声明一致。若函数无返回值,需声明为`void`。 --- #### 二、关键概念解析 1. **函数指针(Function Pointer)** - **定义**:指向函数的指针变量,可用于动态调用函数。 - **声明**:`返回值类型 (*指针名)(数列)`,如`int (*func_ptr)(int, int)`[^1]。 ```c int max(int x, int y) { return (x > y) ? x : y; } int (*func_ptr)(int, int) = max; // 指向max函数 printf("%d", func_ptr(3, 5)); // 输出5 ``` 2. **指针函数(Pointer Function)** - **定义**:返回值为指针的函数。 - **示例**: ```c int* create_array(int size) { int *arr = (int*)malloc(size * sizeof(int)); return arr; // 返回动态分配的数组指针 } ``` 3. **递归函数** - **原理**:通过函数自身调用来分解问题,需设置终止条件[^2]。 - **示例(阶乘)**: ```c int factorial(int n) { if (n <= 1) return 1; // 基线条件 else return n * factorial(n-1); // 递归调用 } ``` --- #### 三、参数传递机制 1. **值传递** - 实参的值被复制给形参,函数内修改不影响外部变量[^3]。 ```c void swap(int a, int b) { int temp = a; // 仅交换形参的值 a = b; b = temp; } ``` 2. **指针传递** - 通过传递变量地址实现“间接修改”: ```c void swap_ptr(int *a, int *b) { int temp = *a; // 解引用操作实际变量 *a = *b; *b = temp; } ``` --- #### 四、变量作用域与生命周期 1. **局部变量** - 定义在函数内部,生命周期仅限于函数执行期间。 - 每次函数调用时重新初始化。 2. **全局变量** - 定义在函数外部,作用域为整个程序,默认初始化为0[^4]。 ```c int global_count = 0; // 全局变量 void increment() { global_count++; } ``` --- #### 五、函数应用场景对比 | **类型** | **特点** | **典型应用** | |----------------|-----------------------------------|---------------------------| | 库函数 | 标准库提供,如`printf()` | 输入输出、数计算 | | 自定义函数 | 用户实现特定功能 | 业务逻辑封装 | | 递归函数 | 简化重复逻辑,需控制调用深度[^2] | 树遍历、分治算法 | | 函数指针 | 动态绑定行为 | 回调函数、策略模式 | ---
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