递归(迭代)——跳台阶

本文探讨了一只青蛙跳上n级台阶的不同跳法总数的问题。通过分析得出这是一个典型的斐波那契数列问题,并提供了递归和迭代两种解决方案。

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(先后次序不同算不同的结果)。

题目解析
对于第n个台阶来说,只能从n-1或者n-2的台阶跳上来,所以
F(n) = F(n-1) + F(n-2)
所以当前台阶的跳法总数=当前台阶后退一阶的台阶的跳法总数+当前台阶后退二阶的台阶的跳法总数
显然是一个斐波那契数列,只要找到初始条件就好了。
初始条件:

F(1)=1
F(2)=2

最后递归一下就好了:

方法1:递归

function jumpFloor(number) {
        if(number <= 0)
            return 0;
        else if(number == 1)
            return 1;
        else if(number == 2)
            return 2;
        else
            return jumpFloor(number-1) + jumpFloor(number-2);
    }
   console.log(jumpFloor(4));
function jumpFloor(number) {
        if (number <= 0) {
            return 0;
        }
        if (number == 1) {
            return 1;
        }
        if (number == 2) {
            return 2;
        }
        var first = 1, second = 2, third = 0;
        for (var i = 3; i <= number; i++) {
            third = first + second;
            first = second;
            second = third;
        }
        return third;
    }

方法2:迭代
这道题如果用递归的话提交会显示:

运行超时:您的程序未能在规定时间内运行结束,请检查是否循环有错或算法复杂度过大。

于是考虑用迭代解决:
function jumpFloor(number) {
        if (number <= 0) {
            return 0;
        }
        if (number == 1) {
            return 1;
        }
        if (number == 2) {
            return 2;
        }
        var first = 1, second = 2, third = 0;
        for (var i = 3; i <= number; i++) {
            third = first + second;
            first = second;
            second = third;
        }
        return third;
    }
### 汉诺塔问题解决方案 对于汉诺塔问题,当有 \( n \) 个圆盘时,可以通过递归的方式将其分解成较小规模的问题来解决。具体来说: - 如果只有一个圆盘,则直接将这个圆盘从源柱子移动到目标柱子。 - 对于多于一个圆盘的情况,先将上面的 \( n-1 \) 个圆盘借助辅助柱子移动到中间柱子;再把最下面的一个大圆盘移到目标柱子;最后再次利用辅助柱子将之前移走的 \( n-1 \) 个圆盘放到目标柱子上。 以下是 Python 中实现上述逻辑的代码示例[^4]: ```python def hanoi(n, source, auxiliary, target): if n == 1: print(f"Move disk from {source} to {target}") return hanoi(n - 1, source, target, auxiliary) print(f"Move disk from {source} to {target}") hanoi(n - 1, auxiliary, source, target) hanoi(3, 'A', 'B', 'C') ``` 这段程序定义了一个名为 `hanoi` 的函数,接受四个参数:要处理的圆盘数量、起始位置名称、临时放置的位置以及最终目的地的名字。通过调用此函数并传入相应的参数即可模拟整个过程。 ### 青蛙跳台算法实现 针对青蛙跳台这一场景,考虑到每次可以选择跳跃一级或两级台,那么到达第 \( n \) 层的方法数目等于前两层之和。即: \[ f(n)=f(n−1)+f(n−2),\quad 当n>2时 \] 这里给出了两种情况下的初始条件: - 只有一楼梯的情况下只有一种方式; - 若存在两楼梯则有两种不同的路径可选——连续两次单步上升或是直接跨过两个阶梯。 下面是基于以上分析编写的 python 函数用于计算给定高度下所有的可能路线总数[^2]: ```python def jump_ways(n): if n <= 0: return 0 elif n == 1 or n == 2: return n first = 1 second = 2 for i in range(3, n + 1): current = first + second first = second second = current return second print(jump_ways(5)) ``` 该版本采用迭代而非简单的递归来提高效率,并避免因栈溢出而导致错误的风险。
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