力扣 - 剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列

2023-02-13,,,

题目

剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列

思路1(递归 / 自顶向下)

这题是很常见的一道入门递归题,可以采用自顶向下的递归方法,比如我们要求第n个位置的值,根据斐波那契数列的定义fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2),即等于前一个和前前一个两个的值之和

但是如果直接递归,会导致很多重复的计算,效率很低,比如 n 为 5 时:

    fib(5)fib(4)fib(3) 两个值之和

    然后 fib(4) 又等于 fib(3)fib(2) 两个值之和。注意, fib(3) 在上一步已经求过了,这里还要再求一次

    另一个 fib(3) 即为 fib(2)fib(1) 两个值之和,同样,fib(2),也被求过了

    ……

根据上面例子我们可以发现这样子会导致很多多余的计算,做无用功,也会出现由于 n 的增大导致计算量急剧增大。因此我们可以将这个算法优化一下,就是添加一个表格 memory 来记录计算过的值,在每次递归的时候,判断一下之前是否计算过了,如果发现计算过了,直接返回数组中对应的值,否则就计算一下,然后记录到 memory 表格里

代码

class Solution {

    int[] memory;

    public int fib(int n) {
memory = new int[n+1];
return help(n);
} public int help(int n) {
// 递归结束的条件
if (n <= 1) {
return n;
} // 判断是否计算过了
if (memory[n] != 0) {
return memory[n];
} // 没有在 memory 中找到就计算一下,然后在记录到 memory 中
int i = help(n - 1) + help(n - 2);
i %= 1000000007;
memory[n] = i; return memory[n];
}
}

复杂度分析

时间复杂度:\(O(N)\)
空间复杂度:\(O(N)\)

思路2(迭代 / 动态规格)

同样,根据斐波那契数列定义,可以发现第 n 个的值为前两个值之和,因此我们可以从第一个开始计算,循环计算到 n就得到了结果,空间上仅仅占两个变量的空间,为 \(O(1)\) ,代码如下:

代码

class Solution {
public int fib(int n) {
if (n < 2) {
return n;
} int a = 1;
int b = 1; for (int i = 2; i < n; i++) {
int temp = (a + b);
a = b;
b = temp;
b %= 1000000007;
} return b;
}
}

复杂度分析

时间复杂度:\(O(N)\)
空间复杂度:\(O(1)\)

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