跳臺階問題(變態跳臺階)的三種解法
題目1:一個臺階總共有n級,如果一次可以跳1級,也可以跳2級。求總共有多少總跳法,並分析演算法的時間複雜度。
們把n級臺階時的跳法看成是n的函式,記為f(n)。當n>2時,第一次跳的時候就有兩種不同的選擇:一是第一次只跳1級,此時跳法數目等於後面剩下的n-1級臺階的跳法數目,即為f(n-1);另外一種選擇是第一次跳2級,此時跳法數目等於後面剩下的n-2級臺階的跳法數目,即為f(n-2)。因此n級臺階時的不同跳法的總數f(n)=f(n-1)+(f-2)。
我們把上面的分析用一個公式總結如下:
/ 1 n=1
f(n)= 2 n=2
\ f(n-1)+(f-2) n>2
分析到這裡,相信很多人都能看出這就是我們熟悉的Fibonacci序列。
下面是我用三種方法解的:#include<stdio.h> #include<string.h> //遞迴解法 int solution1(int n) { if(n == 0 || n == 1) return 1; else return solution1(n-1) + solution1(n-2); } //非遞迴解法 int solution2(int n) { int f[100]; f[0] = 1; f[1] = 1; for(int i=2; i<=n; ++i) f[i] = f[i-1] + f[i-2]; return f[n]; } //滾動陣列解法 int solution3(int n) { int F[3]={0,1,2}; if(n<=2) { return F[n]; } for(int i=3;i<=n;i++) { F[0]=F[1]; F[1]=F[2]; F[2]=F[0]+F[1]; } return F[2]; } int main() { int n; printf("請輸入臺階個數:"); scanf("%d",&n); int sum1= solution1(n); int sum2= solution2(n); int sum3= solution3(n); printf("sum1=%d,sum2=%d,sum3=%d\n",sum1,sum2,sum3); return 0; }
題目2:一個臺階總共有n級,如果一次可以跳1級,也可以跳2級......它也可以跳上n級。此時該青蛙跳上一個n級的臺階總共有多少種跳法?
分析:用Fib(n)表示青蛙跳上n階臺階的跳法數,青蛙一次性跳上n階臺階的跳法數1(n階跳),設定Fib(0) = 1;
當n = 1 時, 只有一種跳法,即1階跳:Fib(1) = 1;
當n = 2 時, 有兩種跳的方式,一階跳和二階跳:Fib(2) = Fib(1) + Fib(0) = 2;
當n = 3 時,有三種跳的方式,第一次跳出一階後,後面還有Fib(3-1)中跳法; 第一次跳出二階後,後面還有Fib(3-2)中跳法;第一次跳出三階後,後面還有Fib(3-3)中跳法
Fib(3) = Fib(2) + Fib(1)+Fib(0)=4;
當n = n 時,共有n種跳的方式,第一次跳出一階後,後面還有Fib(n-1)中跳法; 第一次跳出二階後,後面還有Fib(n-2)中跳法..........................第一次跳出n階後,後面還有 Fib(n-n)中跳法.
Fib(n) = Fib(n-1)+Fib(n-2)+Fib(n-3)+..........+Fib(n-n)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-1)
又因為Fib(n-1)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-2)
兩式相減得:Fib(n)-Fib(n-1)=Fib(n-1) =====》 Fib(n) = 2*Fib(n-1)
n >= 2
遞迴等式如下:
<span style="font-size:14px;">//變態跳
int solution4(int n)
{
if(n == 0 || n == 1)
return 1;
else
return 2*solution4(n-1);
}
//變態跳滾動陣列
int solution5(int n)
{
int F[2]={0,1};
if(n < 2)
return F[n];
for(int i=2;i<=n;i++)
{
F[0]=F[1];
F[1]=2*F[0];
}
return F[1];
}</span>