关于走楼梯的递归算法

博客围绕一个20级台阶的楼梯走法问题展开。一次只能迈一步或两步且不能后退,通过分析不同台阶数的走法,发现构成Fibonacci数列。还给出了求解该问题的代码,利用递归调用计算不同台阶数的走法及数目。

题目:

一个共有20个台阶的楼梯,从下面走到上面。一次只能迈一个台阶或两个台阶,并且不能后退,走完这个楼梯共有多少种方法。


分析:

1 步台阶只有1种走法(1)

2步台阶2种(11、2)

3步台阶有3种(111、12、21)

4 步台阶有5种(1111、112、121、211、22)

5 步台阶有8种(11111、1112、1121、1211、122、2111、212、221)

6步台阶有13种(111111、11112、11121、11211、1122、12111,1212、1221、2111、2112、2121、2211、222)

可以发现每一个台阶数的走法对应为比它少一步各种走法前加一个1步和比它少两步的走法前加一个2步,并构成一个Fibonacci数列。

代码如下:
Private Sub Command1_Click()
Dim s() As String, num As Long, i As Long
For i = 1 To 10
upstairs i, s, num
Debug.Print Join(s, vbCrLf)
Debug.Print num & " 种走法"
Next
End Sub


Sub upstairs(ByVal stairnum As Integer, ByRef steps() As String, ByRef methodn As Long)'将stairnum台阶时的所有可能走法以类似“111222 ”格式保存在数组steps()中,走法数目保存在methodn中
Dim i As Long
If stairnum = 1 Then
methodn = 1
ReDim steps(1 To methodn)
steps(1) = 1
End If
If stairnum = 2 Then
methodn = 2
ReDim steps(1 To methodn)
steps(1) = 11
steps(2) = 2
End If
If stairnum > 2 Then
Dim a() As String, b() As String, methoda As Long, methodb As Long
upstairs stairnum - 1, a, methoda ’递归调用

upstairs stairnum - 2, b, methodb  '递归调用
ReDim steps(methoda + methodb)
For i = 1 To methoda
steps(i) = 1 & a(i)
Next
For i = 1 To methodb
steps(i + methoda) = 2 & b(i)
Next
methodn = methoda + methodb
End If

End Sub

 

转载于:https://www.cnblogs.com/fengju/archive/2004/07/23/6336390.html

### Java 实现楼梯问题的递归算法 以下是基于提供的引用内容和专业知识编写的 Java 实现楼梯问题的递归算法代码: #### 方法说明 在楼梯问题中,假设每次可以迈一步或者两步,则到达第 `n` 阶台阶的方式数等于到达第 `n-1` 和第 `n-2` 阶台方式数之和。此逻辑可以通过递归来实现。 为了优化性能并避免重复计算,引入了一个哈希表(`HashMap`),用于存储已计算的结果,从而减少不必要的递归调用[^3]。 ```java import java.util.HashMap; public class StairClimbing { private HashMap<Integer, Integer> memo = new HashMap<>(); public int climbStairs(int n) { if (n == 1) return 1; if (n == 2) return 2; if (memo.containsKey(n)) { return memo.get(n); } else { int result = climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2); memo.put(n, result); return result; } } public static void main(String[] args) { StairClimbing solution = new StairClimbing(); int steps = 5; // 可以更改这个值测试不同阶数的情况 System.out.println("爬到 " + steps + " 层楼梯的方法总数为:" + solution.climbStairs(steps)); } } ``` 上述代码实现了带记忆化的递归方法,有效解决了传统递归可能带来的超时问题。通过缓存中间结果,显著提高了程序效率。 --- #### 进一步解释 如果不需要考虑性能优化,也可以直接使用纯递归形式完成该问题。然而需要注意的是,在输入较大时可能会因栈溢出或耗时过长而失败[^2]。 ```java public class SimpleRecursiveSolution { public int climbStairs(int n) { if (n == 1 || n == 2) return n; return climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2); } public static void main(String[] args) { SimpleRecursiveSolution solution = new SimpleRecursiveSolution(); int steps = 5; // 测试不同的层数 System.out.println("简单递归版本:爬到 " + steps + " 层楼梯的方法总数为:" + solution.climbStairs(steps)); } } ``` 尽管这种方法简洁明了,但在实际应用中并不推荐,因为其时间复杂度较高 \(O(2^n)\)。 ---
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