用c++计算菲波那契数列

该博客介绍了如何利用C++编程实现菲波那契数列,通过动态规划方法解决第k个数的计算问题。讨论了递归函数的概念和时间复杂度,并给出了具体代码示例。

Description
菲波那契数列是指这样的数列: 数列的第一个和第二个数都为1,接下来每个数都等于前面2个数之和。
给出一个正整数k,要求菲波那契数列中第k个数是多少。

Input
输入一行,包含一个正整数k。(1 <= k <= 46)

Output
输出一行,包含一个正整数,表示菲波那契数列中第k个数的大小
------------------------------------------------------------------------------------
例:
输入:19        输出:4181

这道题我们可以用递归函数来完成,


什么是递归函数呢?
递归函数就是将一个大的运算转化成一个小的运算来完成。
虽然代码会比普通方法要长,但时间复杂度却缩小了,而且
能计算更大的数。

时间复杂度简单来说就是耗时、所需内存和计算复杂度

代码如下:

#include<bits/stdc++.h>//这是c++万能头文件
using namespace std;
int n;                 //用int函数定义实数n
int f(int n){          //创建一个自定义函数f
	if(n==0){return 0;}//如果n=0,返回f=0的值
	if(n==1){return 1;}//如果n=1,返回f=1的值
	if(n==2){return 1;}//如果n=2,返回f=1的值
	if(n>2){return f(n-1)+f(n-2);}//如果n>2,就用前两个数相加得到此数
} 
int main(){
	cin>>n;
	cout<<f(n);//使用自定义函数输出结果
	return 0;
}
### C++ 实现斐波数列计算方法 #### 方法一:递归实现 递归是一种直观的方法来实现斐波数列。它基于定义直接调用函数本身,适用于较小的数值计算。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 定义递归函数 int fibonacci(int n) { if (n <= 1) { // 基础情况 return n; } return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); // 递归调用 } int main() { int n; cout << "请输入需要计算斐波数列项数: "; cin >> n; cout << "第 " << n << " 项斐波数是: " << fibonacci(n) << endl; return 0; } ``` 这种方法简单易懂,但由于重复计算较多,在较大的 `n` 下效率较低[^1]。 --- #### 方法二:迭代实现 为了提高性能,可以采用迭代法代替递归。该方法通过循环逐步累加前两项的结果,从而得到目标项。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 迭代实现斐波数列 long long fibonacci_iterative(int n) { if (n <= 1) { return n; } long long prev = 0, curr = 1; // 初始化变量 for (int i = 2; i <= n; ++i) { long long next = prev + curr; // 计算下一项 prev = curr; // 更新前一项 curr = next; // 更新当前项 } return curr; } int main() { int n; cout << "请输入需要计算斐波数列项数: "; cin >> n; cout << "第 " << n << " 项斐波数是: " << fibonacci_iterative(n) << endl; return 0; } ``` 此方法的时间复杂度为 \(O(n)\),空间复杂度为 \(O(1)\)[^4]。 --- #### 方法三:动态规划预处理 如果需要频繁查询多个不同的斐波数列项,则可以通过预先存储所有可能的结果来优化访问速度。 ```cpp #include <iostream> #define MAXN 1000 using namespace std; int fibn[MAXN]; int main() { fibn[1] = fibn[2] = 1; // 初始条件 for (int i = 3; i < MAXN; ++i) { fibn[i] = fibn[i - 1] + fibn[i - 2]; // 动态更新数组 } int n; cout << "请输入需要查询的斐波数列项数: "; cin >> n; cout << "第 " << n << " 项斐波数是: " << fibn[n] << endl; return 0; } ``` 这种方式适合于多次查询场景下的高效解决方案[^5]。 --- #### 性能对比分析 - **递归**:虽然易于理解,但在大范围输入时会因指数级增长而变得低效。 - **迭代**:相比递归更优,因为它避免了大量的冗余运算。 - **动态规划**:当涉及大量随机查询时表现最佳,但需额外内存开销用于保存中间结果。 以上三种方法各有特点,可根据具体需选择合适的方案[^2]。 ---
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