1. 程式人生 > >青蛙爬臺階問題的三種解法@python

青蛙爬臺階問題的三種解法@python

本文系原創,轉載請註明出處

題意描述

You are climbing a stair case. It takes n steps to reach to the top.

Each time you can either climb 1 or 2 steps. In how many distinct ways can you climb to the top?

青蛙跳臺階問題,一隻青蛙要跳上n層高的臺階,一次能跳一級,也可以跳兩級,請問這隻青蛙有多少種跳上這個n層高臺階的方法?

思路分析:

這個問題有三種方法來解決,並在下面給出三處方法的python實現

方法1:遞迴

設青蛙跳上n級臺階有f(n)種方法,把這n種方法分為兩大類,第一種最後一次跳了一級臺階,這類方法共有f(n-1)種,第二種最後一次跳了兩級臺階,這種方法共有f(n-2)種,則得出遞推公式f(n)=f(n-1)+f(n-2),顯然,f(1)=1,f(2)=2,遞推公式如下:

公式

* 這種方法雖然程式碼簡單,但效率低,會超出時間上限*
程式碼實現如下

class Solution:
    # @param {integer} n
    # @return {integer}
    def climbStairs(self, n):
        if n==1:
            return
1 elif n==2: return 2 else: return self.climbStairs(n-1)+self.climbStairs(n-2)

方法2: 用迴圈來代替遞迴

這種方法的原理仍然基於上面的公式,但是用迴圈代替了遞迴,比上面的程式碼效率上有較大的提升,可以AC

程式碼實現如下:

class Solution:
    # @param {integer} n
    # @return {integer}
    def climbStairs(self, n):
        if
n==1 or n==2: return n a=1;b=2;c=3 for i in range(3,n+1): c=a+b;a=b;b=c return c

方法三:建立簡單數學模型,利用組合數公式

這種方法我比較喜歡

設青蛙跳上這n級臺階一共跳了z次,其中有x次是一次跳了兩級,y次是一次跳了一級,則有z=x+y ,2x+y=n,對一個固定的x,利用組合可求出跳上這n級臺階的方法共有這裡寫圖片描述
種方法
又因為 x在區間[0,n/2]內,所以我們只需要遍歷這個區間內所有的整數,求出每個x對應的組合數累加到最後的結果即可

python程式碼實現如下:

class Solution:
    # @param {integer} n
    # @return {integer}
    def climbStairs(self, n):
        def fact(n):
            result=1
            for i in range(1,n+1):
                result*=i
            return result
        total=0
        for i in range(n/2+1):
            total+=fact(i+n-2*i)/fact(i)/fact(n-2*i)
        return total