Python實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列: 遞歸哈打、尾遞歸、循環(huán)三種方法的比較

斐波那契數(shù)列指的是這樣一個(gè)數(shù)列:
1讯壶、1料仗、2、3伏蚊、5立轧、8、13、21氛改、34匀借、……
在數(shù)學(xué)上,斐波納契數(shù)列以如下被以遞推的方法定義:F(1)=1平窘,F(xiàn)(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)
即吓肋,除前兩位數(shù)等于1外,后面一個(gè)數(shù)是前兩個(gè)數(shù)的和瑰艘;

在python實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列的打印時(shí)是鬼,會(huì)有三種方法
實(shí)現(xiàn)代碼如下:

# 方法一:直接用遞歸求斐波那契數(shù)列第n個(gè)數(shù)值
# 該種求法,n越大效率越低紫新,因?yàn)槊看吻笾稻郏紩?huì)重新把前面的數(shù)算一遍
# 每次遞歸,都會(huì)重新創(chuàng)建棧芒率,n較大時(shí)很容易爆棧
def feibona(n):
    if n < 2:
        return n
    return feibona(n - 1) + feibona(n - 2)


# 方法二:使用尾遞歸求斐波那契數(shù)列第n個(gè)數(shù)值
# 該種求法囤耳,效率較高
def feibona_tial(n, a, b):
    if n == 0:
        return a
    return feibona_tial(n - 1, b, a + b)


# 方法三:循環(huán)求斐波那契數(shù)列第n個(gè)數(shù)值
# 該種求法,效率最高
def feibona_while(n):
    a = 0
    b = 1
    if n == 0:
        return a
    if n == 1:
        return b
    for i in range(1, n):
        c = a + b
        a = b
        b = c
    return c


if __name__ == '__main__':
    for i in range(100):
        print(feibona_while(i))  # 循環(huán)

    for i in range(100):
        print(feibona_tial(i, 0, 1))  # 尾遞歸

    for i in range(100):
        print(feibona(i))  # 遞歸

對(duì)于以上三種實(shí)現(xiàn)方法偶芍,運(yùn)行后很容易就會(huì)發(fā)現(xiàn)
1.循環(huán)實(shí)現(xiàn)充择,效率最高;
2.尾遞歸實(shí)現(xiàn)匪蟀,效率次之椎麦,也較快;
3.遞歸實(shí)現(xiàn)材彪,當(dāng)數(shù)字較大時(shí)观挎,速度越來越慢;

這里有必要說一下段化,并不是所有語(yǔ)言都支持尾遞歸的嘁捷,比如python中其實(shí)就是不支持尾遞歸的,
因?yàn)閷?duì)于較大的層數(shù)調(diào)用显熏,尾遞歸依然會(huì)爆棧雄嚣,
比如我在調(diào)用尾遞歸時(shí),n=998不會(huì)報(bào)錯(cuò)佃延,但是n=999時(shí)就會(huì)爆棧


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但是在爆棧層數(shù)之前慢哈,尾遞歸比普通遞歸的效率高很多很多很多浑吟;

所以大家在使用,遞歸扣蜻、尾遞歸時(shí)坐桩,需要酌情考慮尺棋,遞歸層級(jí)較低時(shí)可以使用尾遞歸;
能用循環(huán)實(shí)現(xiàn)的,還是使用循環(huán)膘螟,邏輯雖然復(fù)雜點(diǎn)成福,但效率仍然不失是最佳的;

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