2、斐波那契数列以及青蛙跳台阶

本文介绍了两种常见的编程面试题:求解斐波那契数列的第n项及青蛙跳上n级台阶的不同跳法数量。通过优化递归算法并采用动态规划方法提高效率。
1、写一个函数,输入n,求斐波那契数列的第n项。斐波那契数列的定义如下:

编程书上看到最多的就是递归实现,求100的伪代码描述如下:
输入:n
输出:f(n)
初始化:n的值为100,result=0
1 if(n==0)
2     return 0;
3 if(n==1)
4     return 1;
5 if(n>1)
6 递归result = f(n-1)+f(n-2);
这种递归实现,在面试的时候是不被面试官认可的,效率不是很高,为了提高效率,我们改进一下,把之前计算过的值保存起来,下一次如果用到,直接拿来使用,改正后的伪代码如下所示:
输入:n
输出:f(n)
初始化:n的值为100,result=0,fibOne=1,fibTwo=0,fibN=0
1 if(n<2)
2    retrun n;
3 end if
3 for(int i=2;i<=n;i++)
4    fibN = fibOne + fibTwo;
5    fibTow = fibOne ;
6    fibOne =  fibN;
7 end for
2、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。
这个题目是面试当中经常考到的,我们先分析简单情况,假如只有1级台阶,那只能是一种跳法,青蛙跳上一级台阶;假如只有2级台阶,青蛙有两种跳法,一种是一级一级跳,另外一种是直接跳2级。接下来我们分析一下一般情况。我们把n级台阶的跳法看成是n的函数,记为f(n)。当n>2时,青蛙第一次跳的时候有两种选择,第一种是跳上1级台阶,剩下n-1个台阶,有f(n-1)种跳法;第二种是跳上2级,剩下n-2个台阶,有f(n-2)种跳法。因此,n级台阶的跳法总数为f(n)=f(n-1)+f(n-2),可以使用上边提到的斐波那切数列求解。

青蛙跳台问题和斐波那契数列是经典的编程问题。我们来分别介绍一下。 1. 青蛙跳台问题 一只青蛙一次可以跳上1级台,也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台总共有多少种跳法? 解答: 我们可以用动态规划的思想来解决这个问题。我们用f(n)来表示跳上n级台的跳法数目。对于第一次跳,我们有两种选择:跳一级或者跳两级。如果第一次跳一级,那么剩下的n-1级台就有f(n-1)种跳法;如果第一次跳两级,那么剩下的n-2级台就有f(n-2)种跳法。因此,总的跳法数目就是f(n) = f(n-1) + f(n-2),这就是斐波那契数列的定义。 那么,我们可以写出如下的Python代码来实现青蛙跳台的问题: ```python def jumpFloor(number): if number == 1: return 1 if number == 2: return 2 a, b = 1, 2 for i in range(3, number+1): a, b = b, a+b return b ``` 2. 斐波那契数列 斐波那契数列是指这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、……,在数学上,斐波那契数列以如下被以递归的方法定义: $$ F_0 = 0, F_1 = 1, F_n = F_{n-1} + F_{n-2} (n \geq 2) $$ 解答: 斐波那契数列具有很好的递归性质,因此我们可以用递归的方式来求解。另一种方法是使用动态规划的思想,用f(n)来表示第n个斐波那契数,那么有f(n) = f(n-1) + f(n-2)。 我们可以写出如下的Python代码来实现斐波那契数列: ```python def Fibonacci(n): if n == 0: return 0 if n == 1: return 1 a, b = 0, 1 for i in range(2, n+1): a, b = b, a+b return b ```
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