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算法日记day 33(动归之斐波那契数|爬楼梯)

算法日记day 33(动归之斐波那契数|爬楼梯)

一、斐波那契数

斐波那契数 (通常用 F(n) 表示)形成的序列称为 斐波那契数列 。该数列由 0 和 1 开始,后面的每一项数字都是前面两项数字的和。也就是:

F(0) = 0,F(1) = 1
F(n) = F(n - 1) + F(n - 2),其中 n > 1

给定 n ,请计算 F(n) 。

示例 1:

输入:n = 2
输出:1
解释:F(2) = F(1) + F(0) = 1 + 0 = 1

示例 2:

输入:n = 3
输出:2
解释:F(3) = F(2) + F(1) = 1 + 1 = 2

示例 3:

输入:n = 4
输出:3
解释:F(4) = F(3) + F(2) = 2 + 1 = 3

思路:

已知斐波那契数列递推式为dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2],因此求第n个数只需要逐渐相加获得

代码:

  1. public int fib(int n) {
  2. if (n < 2)
  3. return n; // 当 n 小于 2 时,直接返回 n,因为 fib(0) = 0, fib(1) = 1
  4. int[] dp = new int[n + 1]; // 创建一个数组 dp,用于存储斐波那契数列的结果,长度为 n+1
  5. dp[0] = 0; // 初始化斐波那契数列的第 0 项为 0
  6. dp[1] = 1; // 初始化斐波那契数列的第 1 项为 1
  7. // 从第 2 项开始计算直到第 n 项
  8. for (int i = 2; i <= n; i++) {
  9. dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2]; // 使用动态规划递推公式计算第 i 项的值
  10. }
  11. return dp[n]; // 返回第 n 项的值作为结果
  12. }
  1. 基础情况判断

    • if (n < 2) return n;:如果 n 小于 2,则直接返回 n。因为斐波那契数列的定义是:fib(0) = 0fib(1) = 1,所以当 n 小于 2 时,直接返回 n 即可。
  2. 动态规划数组初始化

    • int[] dp = new int[n + 1];:创建一个长度为 n+1 的数组 dp,用于存储斐波那契数列的值,dp[i] 表示斐波那契数列的第 i 项的值。
  3. 初始化斐波那契数列前两项

    • dp[0] = 0;:将第 0 项初始化为 0。
    • dp[1] = 1;:将第 1 项初始化为 1。
  4. 动态规划递推计算

    • for (int i = 2; i <= n; i++) {...}:从第 2 项开始计算到第 n 项。
    • dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];:根据斐波那契数列的递推关系,计算第 i 项的值。
  5. 返回结果

    • return dp[n];:返回数组中存储的第 n 项的值,即斐波那契数列的第 n 个数值。

二、爬楼梯 

题目:

假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。

每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?

示例 1:

输入:n = 2
输出:2
解释:有两种方法可以爬到楼顶。
1. 1 阶 + 1 阶
2. 2 阶

示例 2:

输入:n = 3
输出:3
解释:有三种方法可以爬到楼顶。
1. 1 阶 + 1 阶 + 1 阶
2. 1 阶 + 2 阶
3. 2 阶 + 1 阶

 

思路:

要求每次可以爬1阶或者2阶,逆向思维可以理解为,当我们上到最后一阶楼梯时,可以迈一阶楼梯dp[n-1],或者迈两阶楼梯上dp[n-2],因此可得最终爬上去n阶台阶的方法共有dp[n-1]+dp[n-2]种方法,dp的方法是爬到第n阶台阶总共有多少种方法,而不是走了几步,因此递推关系仍是斐波那契数列

代码:

  1. public int climbStairs(int n) {
  2. int[] dp = new int[n + 1];
  3. dp[1] = 1;
  4. dp[0] = 1;
  5. for (int i = 2; i <= n; i++) {
  6. dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
  7. }
  8. return dp[n];
  9. }

今天的学习就到这里

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