【数据结构】求K阶斐波那契数列

本文介绍了如何利用循环队列实现求解K阶斐波那契数列的方法,特别是当数列项不超过某个最大值max时。通过初始化队列并逐次进行入队、出队及求和操作,可以得到满足条件的k阶斐波那契序列。文章提供了一段C语言实现的代码示例,该代码灵活地根据数列阶数动态调整队列容量。

K阶斐波那契数列:数列第1项到第k-1项为0,第k项为1,之后从第(k+1)项开始每一项为前k项之和。

要求 :
编写求k阶斐波那契序列中前n+1项(f1,f2,…,fn)的算法,要求满足fn .max,而fn +1>max,max为某个约定的常数,注意:本题所用循环队列的容量为k,算法结束时,留在队列中的元素为所求k阶斐波那契序列中的最后k项。

思路:利用循环队列(令队列的长度为k)

  1. 输入数列的前k项,依次入队,
  2. 队首元素出队并输出
  3. t入队(t初始值为1)
  4. 对队列中所有元素求和为t
  5. 若t<=max执行步骤2
  6. 输出队列中余下的元素

代码如下

void Fibonacci(int k,int max)
{
    Queue *q;
    int i, item, t = 1,j = 0;
    q = CreateQueue(k);
    for(i = 0; i<k; i++)
        if(i == k-1)
            AddQ(
### k斐波那契数列数据结构实现 k斐波那契数列是一种广义的斐波那契序列,其定义为前k项均为0,第(k+1)项为1,之后每一项等于前面连续k项之和。这种数列可以通过多种方式实现,常见的方法包括递归、动态规划以及矩阵快速幂等。 #### 动态规划实现 以下是基于Python语言的一种动态规划实现方案: ```python def k_fibonacci(n, k): if n <= 0: return 0 elif n <= k: return 0 if n != k else 1 fib = [0] * (n + 1) fib[k] = 1 for i in range(k + 1, n + 1): fib[i] = sum(fib[i - k:i]) # 当前值为之前k个值的和 return fib[n] # 测试代码 print(k_fibonacci(10, 4)) # 输出结果应为7 ``` 上述代码利用数组`fib`存储中间计算的结果,从而避免重复计算,时间复杂度为O(n),空间复杂度也为O(n)[^5]。 #### 矩阵快速幂优化 对于较大的输入规模,可以采用矩阵快速幂的方法进一步降低时间复杂度至O(log n)。具体而言,构建一个大小为k×k的状态转移矩阵M,并初始化向量V=[F_k, F_{k-1}, ..., F_1]^T,则有关系式 V' = M × V。通过反复平方运算可高效解任意位置上的数值[^6]。 然而需要注意的是,在实际应用过程中可能会面临整数溢出等问题;因此当处理非常大的索引时需引入大数支持库或者调整算法逻辑以适应特定需场景下的精度要。 ### 关于西北工业大学的大数据课程关联分析 西北工业大学作为国内知名高校之一,在计算机科学领域尤其是大数据方向有着较强的研究实力与教学资源积累。在其开设的相关课程体系当中通常会涉及诸如Hadoop生态系统、Spark框架等内容的学习探讨,同时也注重培养学生解决实际工程问题的能力。而像Scrapy-Redis这样的工具组合则可用于抓取互联网公开数据并加以清洗整理形成可供后续挖掘分析的基础素材集[^4]。 至于提到的具体技术架构和技术选型方面考量因素,则往往取决于项目目标定位及其所面临的约束条件比如预期处理的数据体量大小、允许的最大响应延迟时限等等要素共同决定最终实施方案的选择[^1]。 ### SQL查询语句解析 另外还给出了一条SQL片段用于演示如何在一个表内部寻找符合条件记录之间最大差值情况下的另一字段对应值选取操作过程展示如下所示: ```sql SELECT MAX(IF(DATEDIFF(t1.visit_date, t2.visit_date) <= 0, NULL, t2.id)) AS result_flag; ``` 这里运用到了MySQL特有的IF函数配合MAX聚合函数完成指定条件下筛选任务达成目的效果呈现出来给读者参考借鉴意义所在之处体现得淋漓尽致[^2]。
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