跳台阶问题(变态跳台阶)的三种解法

题目1:一个台阶总共有n级,如果一次可以跳1级,也可以跳2级。求总共有多少总跳法,并分析算法的时间复杂度。

们把n级台阶时的跳法看成是n的函数,记为f(n)。当n>2时,第一次跳的时候就有两种不同的选择:一是第一次只跳1级,此时跳法数目等于后面剩下的n-1级台阶的跳法数目,即为f(n-1);另外一种选择是第一次跳2级,此时跳法数目等于后面剩下的n-2级台阶的跳法数目,即为f(n-2)。因此n级台阶时的不同跳法的总数f(n)=f(n-1)+(f-2)。

我们把上面的分析用一个公式总结如下:

/  1                               n=1

f(n)=      2                              n=2

\  f(n-1)+(f-2)               n>2

分析到这里,相信很多人都能看出这就是我们熟悉的Fibonacci序列。

下面是我用三种方法解的:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

//递归解法

int solution1(int n)

{

if(n == 0 || n == 1) return 1;

else return solution1(n-1) + solution1(n-2);

}

//非递归解法

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];

}

//滚动数组解法

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("请输入台阶个数:");

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;

}

题目2:一个台阶总共有n级,如果一次可以跳1级,也可以跳2级......它也可以跳上n级。此时该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法?

分析:用Fib(n)表示青蛙跳上n阶台阶的跳法数,青蛙一次性跳上n阶台阶的跳法数1(n阶跳),设定Fib(0) = 1;

当n = 1 时, 只有一种跳法,即1阶跳:Fib(1) = 1;

当n = 2 时, 有两种跳的方式,一阶跳和二阶跳:Fib(2) = Fib(1) + Fib(0) = 2;

当n = 3 时,有三种跳的方式,第一次跳出一阶后,后面还有Fib(3-1)中跳法; 第一次跳出二阶后,后面还有Fib(3-2)中跳法;第一次跳出三阶后,后面还有Fib(3-3)中跳法

Fib(3) = Fib(2) + Fib(1)+Fib(0)=4;

当n = n 时,共有n种跳的方式,第一次跳出一阶后,后面还有Fib(n-1)中跳法; 第一次跳出二阶后,后面还有Fib(n-2)中跳法..........................第一次跳出n阶后,后面还有 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)

又因为Fib(n-1)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-2)

两式相减得:Fib(n)-Fib(n-1)=Fib(n-1)         =====》  Fib(n) = 2*Fib(n-1)    
n >= 2

递归等式如下:

//变态跳

int solution4(int n)

{

if(n == 0 || n == 1)

return 1;

else

return 2*solution4(n-1);

}

//变态跳滚动数组

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];

}

时间: 2024-11-23 22:01:50

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