算法-斐波那契数列(黄金分割数列|兔子数列)
- 前言
斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波那契数列以如下被以递推的方法定义:F(0)=0,F(1)=1, F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)(n ≥ 2,n ∈ N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用,为此,美国数学会从 1963 年起出版了以《斐波纳契数列季刊》为名的一份数学杂志,用于专门刊载这方面的研究成果。
- 题目
有一对兔子,从出生后第3个月起每个月都生一对兔子,小兔子长到第三个月后每个月又生一 对兔子,假如兔子都不死,问每个月的兔子总数为多少?
如图
![](/assets/blank.gif)
第一个月是对小兔子 数量:1
第二个月小兔子长大了 数量:1
第三个月大兔子生了小兔子,加上自己本身 数量 2=1+1
第四个月大兔子生一个小兔子(2),第三个月的小兔子长大了(1) 数量:3=2+1
可知每对兔子需要一个月长大,两个月才能生产
根据以上图可以找出规律:当月的兔子数=上个月兔子数+上上月兔子数
- 代码实现
- 数组方式:
public void array(int[] arry){//第一月兔子数arry[0] = 1;//第二月兔子数arry[1] = 1;for (int i = 2; i < arry.length; i++) {arry[i] = arry[i-1]+arry[i-2];}System.out.println(arry[arry.length-1]);}
- 变量交换(效率高)
方式1
public int function(int month){//本月兔子数int current = 1;//上个月兔子数int last = 1;for (int i = 1; i < month+1; i++) {if(i<=2){System.out.println(String.format("第%s月,兔子数量%s",i,1));;continue;}//第三个月后的兔子数量 当月兔子数量=上个月兔子数+上上个月兔子数current+=last;//重新赋值上个月数量 上个月兔子数=当月兔子数量-上上个月兔子数last = current-last;System.out.println(String.format("第%s月,兔子数量%s",i,current));;}return current;}
方式2
public int function2(int month){if(month==0||month==1){return 1;}//本月兔子数int current = 1;//上个月兔子数int last = 1;for (int i = 2; i < month; i++) {//第三个月后的兔子数量 当月兔子数量=上个月兔子数+上上个月兔子数current+=last;//重新赋值上个月数量 上个月兔子数=当月兔子数量-上上个月兔子数last = current-last;}return current;}
- 递归
递归公式:F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)(n ≥ 2,n ∈ N*)
递归需要分析结束条件,通过以上需求分析当第一个月或第二个月时兔子数量都是1,可以当做结束递归条件。
实现逻辑如下图
![](/assets/blank.gif)
当第6个月的时返回8个1,f(6)=8
/*** 递归数值过大时效率低* @param month* @return*/public int recursive(int month) {if (month == 1 || month == 2) {return 1;} else {// 递归计算出前一个月和前两个月的合return recursive(month - 1) + recursive(month-2 );}}
测试变量方式1结果如下
![](/assets/blank.gif)
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