Was mir scheint ist, dass Sie gebeten werden, die n-te Fibonacci-Nr. Zurückzugeben, wobei n der übergebene Parameter ist. Sie können verschiedene Methoden anwenden, um diese Frage zu beantworten, wobei sich all dies in der zeitlichen Komplexität und der Komplexität des Codes unterscheidet.
Methode 1 (Verwenden Sie Rekursion) Eine einfache Methode, die eine direkte recusive Umsetzung mathematische Reconcurance-Beziehung oben angegeben ist.
int fib(int n)
{
if (n <= 1)
return n;
return fib(n-1) + fib(n-2);
}
Zeitkomplexität: T (n) = T (n-1) + T (n-2), die Exponentialfunktion. Wir können beobachten, dass diese Implementierung viele wiederholte Arbeiten ausführt (siehe den folgenden Rekursionsbaum). Das ist also eine schlechte Implementierung für die n-te Fibonacci-Nummer.
fib(5)
/ \
fib(4) fib(3)
/ \ / \
fib(3) fib(2) fib(2) fib(1)
/ \ / \ / \
FIB (2) FIB (1) FIB (1) FIB (0) FIB (1) FIB (0) /\ FIB (1) FIB (0) Extra Space: O (n) wenn wir die Bedeutung des Aufrufs betrachten, ansonsten O (1).
Methode 2 (Verwenden Sie die dynamische Programmierung) Wir können die wiederholte Arbeit vermeiden, ist die Methode 1 durch Speichern der Fibonacci-Zahlen, die bisher berechnet.
int fib(int n)
{
/* Declare an array to store fibonacci numbers. */
int f[n+1];
int i;
/* 0th and 1st number of the series are 0 and 1*/
f[0] = 0;
f[1] = 1;
for (i = 2; i <= n; i++)
{
/* Add the previous 2 numbers in the series
and store it */
f[i] = f[i-1] + f[i-2];
}
return f[n];
}
Zeitkomplexität: O (n) Extra Space: O (n)
Methode 3 (Raum Otimized Methode 2) Wir können den Raum in Methode 2 durch Speichern der vorherigen zwei Zahlen verwendet optimieren nur weil wir nur noch die nächste Fibannaci-Nummer in Serie bekommen müssen.
int fib(int n)
{
int a = 0, b = 1, c, i;
if(n == 0)
return a;
for (i = 2; i <= n; i++)
{
c = a + b;
a = b;
b = c;
}
return b;
}
Zeitkomplexität: O (n) Extra Space: O (1)
Methode 4 (Verwendung Leistung des MATRX {{1,1}, {0,1}}) Diese ein anderes O (n), das auf der Tatsache beruht, dass, wenn wir n die Matrix M = {{1,1}, {0,1}} mit sich selbst multiplizieren (mit anderen Worten, die Leistung (M, n) berechnen), dann wir nimm die (n + 1) te Fibonacci-Zahl als Element in Zeile und Spalte (0, 0) in der resultierenden Matrix.
die Matrixdarstellung ergibt den folgenden geschlossenen Ausdruck für die Fibonacci-Zahlen:
/* Helper function that multiplies 2 matricies F and M of size 2*2, and
puts the multiplication result back to F[][] */
void multiply(int F[2][2], int M[2][2]);
/* Helper function that calculates F[][] raise to the power n and puts the
result in F[][]
Note that this function is desinged only for fib() and won't work as general
power function */
void power(int F[2][2], int n);
int fib(int n)
{
int F[2][2] = {{1,1},{1,0}};
if(n == 0)
return 0;
power(F, n-1);
return F[0][0];
}
void multiply(int F[2][2], int M[2][2])
{
int x = F[0][0]*M[0][0] + F[0][1]*M[1][0];
int y = F[0][0]*M[0][1] + F[0][1]*M[1][1];
int z = F[1][0]*M[0][0] + F[1][1]*M[1][0];
int w = F[1][0]*M[0][1] + F[1][1]*M[1][1];
F[0][0] = x;
F[0][1] = y;
F[1][0] = z;
F[1][1] = w;
}
void power(int F[2][2], int n)
{
int i;
int M[2][2] = {{1,1},{1,0}};
// n - 1 times multiply the matrix to {{1,0},{0,1}}
for (i = 2; i <= n; i++)
multiply(F, M);
}
Zeitkomplexität: O (n) Extras Space: O (1)
Methode 5 (optimiertes Verfahren 4) Die Methode 4 kann optimiert werden, um in O (Logn) -Zeitkomplexität zu arbeiten. Wir können rekursiv Multiplikation tun, um Leistung (M, n) in dem prevous Verfahren (ähnlich wie bei der Optimierung in diesem Beitrag nicht getan) zu erhalten
void multiply(int F[2][2], int M[2][2]);
void power(int F[2][2], int n);
/* function that returns nth Fibonacci number */
int fib(int n)
{
int F[2][2] = {{1,1},{1,0}};
if(n == 0)
return 0;
power(F, n-1);
return F[0][0];
}
/* Optimized version of power() in method 4 */
void power(int F[2][2], int n)
{
if(n == 0 || n == 1)
return;
int M[2][2] = {{1,1},{1,0}};
power(F, n/2);
multiply(F, F);
if(n%2 != 0)
multiply(F, M);
}
void multiply(int F[2][2], int M[2][2])
{
int x = F[0][0]*M[0][0] + F[0][1]*M[1][0];
int y = F[0][0]*M[0][1] + F[0][1]*M[1][1];
int z = F[1][0]*M[0][0] + F[1][1]*M[1][0];
int w = F[1][0]*M[0][1] + F[1][1]*M[1][1];
F[0][0] = x;
F[0][1] = y;
F[1][0] = z;
F[1][1] = w;
}
Zeitkomplexität: O (Logn) Extras Space: O (Logn), wenn Wir betrachten die Funktion Call Stack Size, sonst O (1).
Treiberprogramm: int main() { int n = 9; printf ("% d", fib (9)); getchar(); Rückgabe 0; }
Referenzen: http://en.wikipedia.org/wiki/Fibonacci_number http://www.ics.uci.edu/~eppstein/161/960109.html
Ah .... das machte es viel klarer. Danke. – KingKongFrog
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Angenommen, der Index _i_ ist angegeben. a) run through fib series: 1 1 (es sagt nicht wie weit oder wie weit, oder?) b) return _i_ – greybeard