原来斐波拉契数列还有这种写法,你知道吗?

1. 什么是斐波拉契数列?

斐波拉契数列是一组数列,其特点是每个数都是前两个数之和。其前两个数字是0和1,接下来的数字就是相邻两个数字之和。

斐波拉契数列的前几个数字是:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55等等。

2. 常规斐波拉契数列的写法

2.1 使用循环的方式

常规的斐波拉契数列写法是使用循环的方式。我们可以设定一个初始值数组,然后循环遍历计算每个数。

function fibonacci(n) {

let arr = [0, 1]

for(let i = 2; i < n + 1; i++) {

arr[i] = arr[i - 1] + arr[i - 2]

}

return arr[n]

}

console.log(fibonacci(6)) // 返回5

上面的代码中,我们定义了一个名为fibonacci的函数,它接受一个指定位置的参数n。然后,我们创建了一个初始值为[0,1]的数组,定义了一个for循环,用于计算每个斐波拉契数列的值。最后,返回位置为n的斐波拉契数。

2.2 使用递归的方式

除了使用循环的方式,我们还可以使用递归函数的方式来计算斐波拉契数列,这种方式更简单,但性能较差。

function fibonacci(num) {

if(num < 2) {

return num

}

return fibonacci(num - 1) + fibonacci(num - 2)

}

console.log(fibonacci(6)) // 返回8

上面的代码中,我们创建了一个名为fibonacci的递归函数,如果num小于2,则返回它本身。否则,使用递归调用fibonacci函数并返回它的前两个数字之和。

3. 斐波拉契数列的优化写法

3.1 使用ES6解构与迭代

我们可以使用ES6的解构与迭代,将斐波拉契数列的计算优化,使其代码更加简洁。

function fibonacci(n) {

let [a, b] = [0, 1]

while(n--) {

[a, b] = [b, a + b]

}

return a

}

console.log(fibonacci(6)) // 返回8

优化点: 使用解构与迭代的方式,不是每个数字都要放在数组中,可以节省空间。

3.2 使用矩阵计算

斐波拉契数列也可以通过矩阵计算来实现,这种方式要比其他方式更高效,但相应的代码难度也更大。

function fibonacci(n) {

const matrix = [[1, 1], [1, 0]]

const result = matrixPower(matrix, n - 1)

return result[0][0]

}

function matrixPower(matrix, n) {

if(n === 1) {

return matrix

}

if(n % 2 === 1) {

return matrixMultiply(matrixPower(matrix, n - 1), matrix)

} else {

const matrixTemp = matrixPower(matrix, n / 2)

return matrixMultiply(matrixTemp, matrixTemp)

}

}

function matrixMultiply(matrix1, matrix2) {

const result = [[0, 0], [0, 0]]

for(let row = 0; row < 2; row++) {

for(let col = 0; col < 2; col++) {

result[row][col] = matrix1[row][0] * matrix2[0][col] + matrix1[row][1] * matrix2[1][col]

}

}

return result

}

console.log(fibonacci(6)) // 返回8

优化点: 使用矩阵计算的方式,可以将时间复杂度从O(nlogn)降至O(logn)。

4. 总结

斐波拉契数列是计算机领域中的常见问题。在日常工作中,我们可以根据需要使用不同的斐波拉契数列写法。如果不需要考虑性能,我们可以选择递归函数的方式;如果需要节省空间,可以使用ES6的解构与迭代;如果需要高效地计算数列,那么使用矩阵计算的方式是最快的。

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