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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,问到第12个月的兔子总数为多少?

2014-04-26 23:24 543 查看
一道算法题,网上查了下居然是古典问题:

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,问到第12个月的兔子总数为多少?

纠结中..... 

第一个月:1对

第二个月:1对

第三个月:2对(这对生了一对)

第四个月:3对(这对兔子又生了一对)

第五个月:5对(这对兔子又生了一对,加上三月份生的那对兔子可以当生了,又生了一对,现在有5对兔子了)

第六个月:8对(这对兔子又生了一对,加上三月份的那对兔子又生了一对,四月份出生的兔子可以生了,就生了一对,现在有8对兔子了---有点拗口)

诶?这样看下来算法好熟悉,不就是传说中的斐波那契数列?well well well.....

斐波那契数列:

斐波那契数,亦称之为斐波那契数列(意大利语: Successione di Fibonacci),又称黄金分割数列、费波那西数列、费波拿契数、费氏数列,指的是这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*),用文字来说,就是斐波那契数列列由
0 和 1 开始,之后的斐波那契数列系数就由之前的两数相加。

那知道了算法之后实现就比较容易了。

package com.alexander.sort.implementation;

public class Fib {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
int result =fib(12);
System.out.println(result);
}

public static int fib(int n){
if(n == 0) {
return 0;
}
if(n == 1 || n ==2){
return 1;
}
return fib(n-1) + fib(n-2);
}

}

问题:

斐波那契数列的问题就在于重复计算,重复计算的效率那是非常滴的,那么如何优化呢,当然是保存中间变量啦,而且我上面的写法还不能应付比较大的数据,特此优化如下:

1.简单的利用Hashmap 保存中间变量。取值之前先判断是否已经计算过了,计算过则直接拿,否则则进行计算,当然各种cache的实现也是如此。只是具体实现就比较复杂了,涉及的算法也较多

2.将返回值由int改为long类型,支持大数运算,当然还可以使用更大的类型,酌情而定吧

package com.alexander.sort.implementation;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Fib {

private static Map<Integer,Long> map = new HashMap<Integer,Long>();
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
long orginstart = System.currentTimeMillis();
long result =originFib(40);
long orginend = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Cost time:" + (orginend -orginstart));
System.out.println(result);

long optstart = System.currentTimeMillis();
long optresult =fib(30);
long optnend = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Cost time:" + (optnend -optstart));
System.out.println(optresult);

}

public static long fib(int n){
if(n == 0) {
return 0;
}
if(n == 1 || n ==2){
return 1;
}
long result =0;
if(map.get(n) !=null){
return map.get(n);
}else{
result = fib(n-1) + fib(n-2);
map.put(n, result);
}
return result;
}

public static long originFib(int n){
if(n == 0) {
return 0;
}
if(n == 1 || n ==2){
return 1;
}
return originFib(n-1) + originFib(n-2);
}

}


当斐波那契数很大的时候对比就非常明显了,也算是空间换时间的一个简单做法吧
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