【LeetCode】剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列 – Go语言题解

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一、题目描述

写一个函数,输入 n ,求斐波那契(Fibonacci)数列的第 n 项(即 F(N))。斐波那契数列的定义如下:

F(0) = 0,   F(1) = 1
F(N) = F(N - 1) + F(N - 2), 其中 N > 1.

斐波那契数列由 0 和 1 开始,之后的斐波那契数就是由之前的两数相加而得出。

答案 需要取模 1e9+7(1000000007),如计算初始结果为:1000000008,请返回 1。

示例 1:
输入:n = 2
输出:1

示例 2:
输入:n = 5
输出:5

提示:

0 <= n <= 100

二、我的题解

func fib(n int) int {
	x, y := 0, 1 
	if n == 0 {
		return 0
	} else {
		for j := n; j > 0; j-- { 
			x, y = y, (x+y)%1000000007
		}
		return x
	}
	return 0
}

在这里插入图片描述

这个方法叫做 动态规划

斐波那契数的边界条件是 F(0)=0 和 F(1)=1 。当 n>1 时,每一项的和都等于前两项的和,因此有如下递推关系:

F(n)=F(n-1)+F(n-2)

由于斐波那契数存在 递推关系,因此可以使用 动态规划 求解。动态规划的状态转移方程即为上述递推关系,边界条件为 F(0) 和 F(1) 。

根据状态转移方程和边界条件,可以得到时间复杂度和空间复杂度都是 O(n) 的实现。由于 F(n) 只和 F(n-1) 与 F(n-2) 有关,因此可以使用**「滚动数组思想」**把 空间复杂度优化成 O(1)

上述代码:

  • 时间复杂度:O(n) 。

  • 空间复杂度:O(1) 。


三、更好的题解

可以利用 矩阵乘法 将时间复杂度降低到 O(logn) ,具体请参考 LeetCode 给出的这道题的官方题解。


四、其实,刚看到这道题的时候,我的思路是“递归函数”

func fib(n int) int {
	if n <= 1{
        return n
    }else{
        return (fib(n-1)+fib(n-2))%1000000007
    }
}

但是,由于这个方法太慢啦,以至于超出运行时间:
在这里插入图片描述
解释:

由于递归式使用了运算符,每次重复的调用都使得运算的链条不断加长,系统不得不使用栈进行数据保存和恢复。
如果每次递归都要对越来越长的链进行运算,那 速度极慢 ,并且可能栈溢出,导致程序奔溃。

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