【8】跳台阶

本文详细探讨了经典的青蛙跳台阶问题,通过递归斐波那契数列的方式找到解决方案,并给出了两种实现方法:一种是从后向前的方法,另一种是对斐波那契数列进行改进的方法。

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【8】跳台阶

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题目描述
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。
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思路:
·········· | 1, (n=1)
f(n) = | 2, (n=2)
·········· | f(n-1)+f(n-2) ,(n>2,n为整数)
即有一个递归的斐波那契数列。

方法一:从后往前

很显然,如斐波那契数列一样,这样做会存在重复计算的问题,负载度较高

class Solution {
public:
    int jumpFloor(int number) {
        if(number<1) return 0;
        if(number<=2) return number;
        return jumpFloor(number-1)+jumpFloor(number-2);
    }
};

方法二:对斐波那契数列的改进

从前往后算

class Solution {
public:
    int jumpFloor(int number) {
        if(number<1) return 0;
        int a=1,b=0;
        for(int i=1; i<=number; i++)
        {
            a=a+b;
            b=a-b;
        }
        return a;
    }
};
### 小明台阶问题解析 小明台阶问题是一个经典的算法问题,主要涉及递归和动态规划两种方法。根据问题描述,小明每次可以1步、2步,甚至是n步,目标是计算小明到第n级台阶的不同法总数。 #### 问题分析 - **基本情况**: - 当`n = 1`时,小明只能有一种法:1步。 - 当`n = 2`时,小明有两种法:1步+1步,或者直接2步。 - **一般情况**: - 如果`n > 2`,小明到第n级台阶法数可以分解为以下两种情况的和: - 从第n-1级台阶1步上来。 - 从第n-2级台阶2步上来。 - 因此,法总数等于上n-1级台阶法数加上上n-2级台阶法数。 #### 递归方法 递归方法是一种直观的实现方式,但效率较低,因为它会重复计算许多子问题。以下是递归实现的核心代码: ```c int fun1(int n) { if (n == 1) return 1; else if (n == 2) return 2; else return fun1(n - 1) + fun1(n - 2); } ``` #### 非递归方法 非递归方法通过动态规划的思想,避免了重复计算,提高了效率。以下是实现代码: ```java public static int f2(int m) { if (m == 1 || m == 2) return m; int a1 = 1; int a2 = 2; int result = 0; for (int i = 3; i <= m; i++) { result = a1 + a2; a1 = a2; a2 = result; } return result; } ``` #### 数学规律 通过分析,可以发现小明台阶问题的解实际上是斐波那契数列的应用。斐波那契数列的定义如下: - `F(1) = 1` - `F(2) = 2` - `F(n) = F(n-1) + F(n-2)`(当`n > 2`时) #### 复杂度分析 - **时间复杂度**: - 递归方法的时间复杂度为`O(2^n)`,因为每次递归调用都会分支为两个子问题。 - 非递归方法的时间复杂度为`O(n)`,因为它只需要一次遍历即可完成计算。 - **空间复杂度**: - 两种方法的空间复杂度均为`O(1)`,因为它们只使用了常数级别的额外空间。 #### 示例 假设输入为`n = 5`,则输出为: - 递归方法:8法。 - 非递归方法:8法。 #### 总结 小明台阶问题可以通过递归或非递归方法解决,其中非递归方法更高效。该问题本质上是斐波那契数列的应用,解的规律性较强,适合通过动态规划的方式实现[^3]。 ---
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