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斐波那契数列 | 跳台阶 | 矩形覆盖

2018-08-27
mio4

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##斐波那契数列

题目描述 大家都知道斐波那契数列,现在要求输入一个整数n,请你输出斐波那契数列的第n项(从0开始,第0项为0)。 n<=39

分析

  • 求解斐波那契数列是特别基础和常见的一道题,解法参考《剑指Offer》

(1)递归求解

  • 效率不高,基本不会在实际中使用
public class Solution {
    public int Fibonacci(int n) {
        if(n == 0)
            return 0;
        if(n == 1)
            return 1;
        return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2);
    }
}

(2)循环求解

  • 从前往后循环求解,直到第n项,时间复杂度为O(n)
public class Solution {
    public int Fibonacci(int n) {
        int[] results = {0,1};
        if(n < 2)
            return results[n];
        
        int fibN = 0;
        int fibNMinusOne = 1; //第倒数n-1项
        int fibNMinusTwo = 0; //第倒数n-2项
        
        for(int i=2; i <= n; i++){
            fibN = fibNMinusOne + fibNMinusTwo;
            fibNMinusTwo = fibNMinusOne;
            fibNMinusOne = fibN;
        }
        
        return fibN;
    }
}

(3)矩阵迭代求解

占位,后期补充

补充模型:跳台阶

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)。

分析 就是斐波那契数列套上了一个故事模型而已:

  • 第一次跳1级,剩下的有F(n-1)种跳法
  • 第一次跳2级,剩下的有F(n-2)种跳法
public class Solution {
    public int JumpFloor(int target) {
        if(target == 1)
            return 1;
        if(target == 2)
            return 2;
        return JumpFloor(target-1)+JumpFloor(target-2);
    }
}

跳台阶变种

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……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

分析

  • 数学归纳法可证明有2^(n-1)种方法
public class Solution {
    public int JumpFloorII(int target) {
        int result = 1;
        for(int i=0; i < target-1; i++)
            result *= 2;
        return result;
    }
}

补充模型:矩形覆盖

题目描述 我们可以用21的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个21的小矩形无重叠地覆盖一个2*n的大矩形,总共有多少种方法?

分析

  • 还是斐波那契数列:
    • n=0、1、2时分别有0、1、2种情况
    • 如果竖着覆盖,则还有F(n-1)种可能
    • 如果横着覆盖,剩下的一个2*1部分只能放一个横着的,还有F(n-2)种可能
  • 这道题OJ测试数据较大,直接使用递归会导致栈溢出
public class Solution {
    public int RectCover(int target) {
        int[] results = {0,1,2};
        if(target < 3)
            return results[target];
        
        int fibN = 0;
        int fibNMinusOne = 2; //第倒数n-1项
        int fibNMinusTwo = 1; //第倒数n-2项
        
        for(int i=3; i <= target; i++){
            fibN = fibNMinusOne + fibNMinusTwo;
            fibNMinusTwo = fibNMinusOne;
            fibNMinusOne = fibN;
        }
        
        return fibN;
    }
}

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