這道上臺(tái)階的編程題你會(huì)不會(huì)?(遞歸和迭代思想)

面試題:

編程題:有n個(gè)臺(tái)階,一次只能上1步或者2步,共有多少種走法?

考察的知識(shí)點(diǎn):

遞歸和循環(huán)迭代

遞歸:

n 的值 走法 算式
1 只能一次1步 f(1) = 1
2 (1)一次走1步<br />(2)直接走2步 f(2) = 2
3 (1)先到達(dá)f(1)的情況,再從f(1)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(2)的情況,再從f(2)直接跨1步 f(3) = f(2) + f(1) = 3
4 (1)先到達(dá)f(2)的情況,再從f(2)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(3)的情況,再從f(3)直接跨1步 f(4) = f(3) + f(2) = 5
... ... ...
n = x (1)先到達(dá)f(n-2)的情況,再從f(n-2)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(n-1)的情況,再從f(n-1)直接跨1步 f(x) = f(x - 2) + f( - 1)

遞歸方式的示例代碼:

public class DiGuiTest {
    public static int diGui(int n) {
        if (n < 1) {
            throw new IllegalArgumentException(n + "不能小于1");
        }
        if (n == 1 || n == 2) {
            return n;
        }
        return diGui(n - 1) + diGui(n - 2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(diGui(40)); // 165580141
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("遞歸花費(fèi)的時(shí)間:" + (end - start)); // 633ms
    }
}

循環(huán)迭代:

one保存最后走1步,two保存最后走2步。循環(huán)迭代就是不斷修改這兩個(gè)(one,two)變量的值。

n 的值 走法 算式
1 只能一次1步 f(1) = 1
2 (1)一次走1步<br />(2)直接走2步 f(2) = 2
3 (1)先到達(dá)f(1)的情況,再從f(1)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(2)的情況,再從f(2)直接跨1步 f(3) = two + one<br />f(3) = f(1) + f(2)<br />two = f(2); one = f(1)
4 (1)先到達(dá)f(2)的情況,再從f(2)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(3)的情況,再從f(3)直接跨1步 f(4) = two + one<br />f(4) = f(2) + f(3)<br />two = f(2); one = f(3)
... ... ...
n = x (1)先到達(dá)f(n-2)的情況,再從f(n-2)直接跨2步<br />(2)先到達(dá)f(n-1)的情況,再從f(n-1)直接跨1步 f(x) = two + one<br />f(x) = f(x - 2) + f(x - 1)<br />two = f(x - 2); one = f(x - 1)

循環(huán)迭代方式的示例代碼:

public class XunHunDieDaiTest {
    public static int xunHunDieDai(int n) {
        if (n < 1) {
            throw new IllegalArgumentException(n + "不能小于1");
        }
        if (n == 1 || n == 2) {
            return n;
        }
        int one = 1; // 初始化為走到第一級(jí)臺(tái)階的走法
        int two = 2; // 初始化為走到第二級(jí)臺(tái)階的走法
        int sum = 0;

        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            sum = two + one;
            one = two;
            two = sum;
        }

        return sum;
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(xunHunDieDai(40)); // 165580141
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("循環(huán)迭代花費(fèi)的時(shí)間:" + (end - start)); // < 1ms
    }
}

對(duì)比總結(jié):

方法調(diào)用自身稱之為遞歸,利用變量的原值推出新值稱之為迭代。

遞歸:

  • 優(yōu)點(diǎn):大問題轉(zhuǎn)化為小問題,可以減少代碼量,同時(shí)代碼更精簡(jiǎn),可讀性更好。
  • 缺點(diǎn):遞歸調(diào)用浪費(fèi)空間,而且遞歸太深容易造成堆棧溢出。

循環(huán)迭代:

  • 優(yōu)點(diǎn):代碼運(yùn)行效率好,因?yàn)闀r(shí)間只因循環(huán)次數(shù)增加而增加,而且沒有額外的空間開銷。
  • 缺點(diǎn):代碼不如遞歸簡(jiǎn)潔,可讀性不是很好。

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