前言
#前段時間,遇到最佳化計算斐波那契數列的常規遞歸方法,但是一時間並沒有及時想到很好的方法,所以後面查找了相關資料,總結了多種計算解法,所以分享出來,和大家一起交流學習。
推薦:《PHP影片教學》
斐波那契數是什麼
#斐波那契數列(Fibonacci sequence),又稱黃金分割數列、因數學家列昂納多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖為例子而引入,故又稱為“兔子數列”,指的是這樣一個數列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、…在數學上,斐波那契數列以如下被以遞推的方法定義:F(1)=1,F (2)=1, F(n)=F(n - 1) F(n - 2)(n ≥ 3,n ∈ N*)。
知道了斐波那契數
,那麼下面我們就用多種不同的方法來計算取得第N位斐波那契數。
普通遞歸
這種方法是最常規的,直接根據定義F(n)=F(n - 1) F(n - 2 )
遞歸計算即可,但是效能是最低的。
/** * 普通递归 * @param int $n * @return int */function fib($n = 1){ // 低位处理 if ($n < 3) { return 1; } // 递归计算前两位 return fib($n - 1) + fib($n - 2); }
遞歸優化
從上面的遞歸方法可以看到,進行了很多的重複計算,性能極差,如果N越大,計算的次數太可怕了,那麼,既然因為重複計算影響了性能,那麼優化就從減少重複計算入手,即把之前計算的存儲起來,這樣就避免了過多的重複計算,優化了遞歸算法。
/** * 递归优化 * @param int $n * @param int $a * @param int $b * @return int */function fib_2($n = 1, $a = 1, $b = 1){ if ($n > 2) { // 存储前一位,优化递归计算 return fib_2($n - 1, $a + $b, $a); } return $a; }
記憶化自底向上
自底向上透過迭代計算斐波那契數的子問題並儲存已計算的值,透過已計算的值進行計算。使用for
循環,減少遞迴帶來的重複計算問題。
/** * 记忆化自底向上 * @param int $n * @return int */function fib_3($n = 1){ $list = []; for ($i = 0; $i <= $n; $i++) { // 从低到高位数,依次存入数组中 if ($i < 2) { $list[] = $i; } else { $list[] = $list[$i - 1] + $list[$i - 2]; } } // 返回最后一个数,即第N个数 return $list[$n]; }
自底向上進行迭代
最低位初始化賦值,使用for
從低位到高位迭代計算,從而得到第N個數。
/** * 自底向上进行迭代 * @param int $n * @return int */function fib_4($n = 1){ // 低位处理 if ($n <= 0) { return 0; } if ($n < 3) { return 1; } $a = 0; $b = 1; // 循环计算 for ($i = 2; $i < $n; $i++) { $b = $a + $b; $a = $b - $a; } return $b; }
公式法
透過了解斐波那契序列與黃金分割比之間的關係,使用黃金分割率計算第N
個斐波那契數。
/** * 公式法 * @param int $n * @return int */function fib_5($n = 1){ // 黄金分割比 $radio = (1 + sqrt(5)) / 2; // 斐波那契序列和黄金分割比之间的关系计算 $num = intval(round(pow($radio, $n) / sqrt(5))); return $num; }
無敵欠揍法
這個方法,我就不多說了吧,大家都懂的,但是千萬別輕易嘗試…
/** * 无敌欠揍法 * @param int $n * @return int */function fib_6($n = 1){ // 列举了30个数 $list = [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, 17711, 28657, 46368, 75025, 121393, 196418, 317811, 514229, 832040, 1346269]; return $list[$n]; }
最後
#好了,我就大概寫了幾種解法,如果有不對的地方,請大家指出,我會及時修改,大家有其他計算方法,歡迎分享出來一起交流和學習,謝謝!
以上是PHP之斐波那契數列的N種演算法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!