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使用js實現斐波那契數列

alexnevsky / 2149人閱讀

摘要:前言前幾天面試被問到了斐波那契數列的實現以及優化的問題,當時現場卡了挺久的,現在進行一下總結使用實現。題目介紹斐波那契數列又被稱為黃金分割數列,指的是這樣的一個數列,它有如下遞推的方法定義是正整數,請使用實現斐波那契函數。

前言
前幾天面試被問到了斐波那契數列的實現以及優化的問題,當時現場卡了挺久的,現在進行一下總結(使用js實現)。
題目介紹

??斐波那契數列又被稱為黃金分割數列,指的是這樣的一個數列:1,1,2,3,5,8,13,21,34....,它有如下遞推的方法定義:F(1)=1,F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n是正整數),請使用js實現斐波那契函數。

方法1:遞歸實現

??由題目中的遞推受到啟發,可以通過遞歸的方式去實現,代碼如下:

function fibonacci(n){
        if(n < 0) throw new Error("輸入的數字不能小于0");
        if(n==1 || n==2){
            return 1;
        }else{
            return fibonacci1(n-1) + fibonacci1(n-2);
        }
    }

優點:代碼比較簡潔易懂;
缺點:當數字太大時,會變得特別慢,原因是在計算F(9)時需要計算F(8)和F(7),但是在計算F(8)時要計算F(7)和F(6),這里面就會重復計算F(7),每次都重復計算會造成不必要的浪費,所以這種方法并不是很好。

方法2:使用閉包保存每次的遞歸值

??由方法1可知,使用普通的遞歸,會造成不必要的浪費,所以我們首先想到的應該是將每次產生的遞歸值保存下來,下次直接使用就行,代碼如下:

function fibonacci(n){
        if(n < 0) throw new Error("輸入的數字不能小于0");
        let arr = [0,1];//在外部函數中定義數組,內部函數給數組添加值
        function calc(n){
            if(n<2){
                return arr[n];
            }
            if(arr[n] != undefined){
                return arr[n];
            }
            let data = calc(n-1) + calc(n-2);//使用data將每次遞歸得到的值保存起來
            arr[n] = data;//將每次遞歸得到的值放到數組中保存
            return data;
        }
        return calc(n);
    }
方法3:直接使用數組實現(動態規劃)

??和方法2的思想類似,為了避免后續的重復計算,需要將計算過的值保存起來,我們可以直接使用數組進行保存。

function fibonacci(n){
        var a = [0,1,1];
        if(n < 0) throw new Error("輸入的數字不能小于0");
        if(n >= 3){
            for(var i=3;i<=n;i++){
                a[i] = a[i-1]+a[i-2];
            }
        }
        return a[n];
    }
方法4:直接使用變量實現

??相校于使用數組的方式去存放,使用變量的方式就不會那么浪費內存了,因為總共只會有3個變量,但是也有缺點,它只能保存最后計算的值以及前兩個值,以前的值會被替換掉。

function fibonacci(n){
        var pre = 0;//表示前一個值
        var cur = 1;//表示后一個值
        var data;//表示當前值

        if(n < 0) throw new Error("請輸入大于0的值!");
        if(n == 0) return 0;
        if(n == 1) return 1;
        if(n > 2){
            for(var i=2;i<=n;i++){
                data = pre + cur;
                pre = cur;
                cur = data;
            }
        }
        return data;
    }
總結

??其實大部分人在求斐波那契數列時想到的都是遞歸的方法,但是就其事件復雜度來看,不是一個好的方法,那么我們的優化思路可能就是使用空間換換時間了,就是將遞歸產生的值保存下來,以免下次還要重復計算。

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