劍指Offer算法題-青蛙跳臺(tái)階的問(wèn)題

題目:一只青蛙一次可以跳上1級(jí)臺(tái)階绒障,也可以跳上2級(jí)臺(tái)階。求該青蛙跳上一個(gè)n級(jí)的臺(tái)階總共有多少種跳法?
答題思路
  1. 如果只有1級(jí)臺(tái)階形葬,那顯然只有一種跳法
  2. 如果有2級(jí)臺(tái)階,那么就有2種跳法暮的,一種是分2次跳。每次跳1級(jí)淌实,另一種就是一次跳2級(jí)
  3. 如果臺(tái)階級(jí)數(shù)大于2冻辩,設(shè)為n的話猖腕,這時(shí)我們把n級(jí)臺(tái)階時(shí)的跳法看成n的函數(shù),記為f(n),第一次跳的時(shí)候有2種不同的選擇:一是第一次跳一級(jí)恨闪,此時(shí)跳法的數(shù)目等于后面剩下的n-1級(jí)臺(tái)階的跳法數(shù)目倘感,即為f(n-1),二是第一次跳二級(jí),此時(shí)跳法的數(shù)目等于后面剩下的n-2級(jí)臺(tái)階的跳法數(shù)目咙咽,即為f(n-2),因此n級(jí)臺(tái)階的不同跳法的總數(shù)為f(n) = f(n-1) + f(n-2)老玛,不難看出就是斐波那契數(shù)列
數(shù)學(xué)函數(shù)表示如下

f(x)=\left\{ \begin{aligned} & 0 & n=0 \\ & 1 & n=1 \\ & 2 & n=2 \\ & f(n-1)+f(n-2) & n > 2 \end{aligned} \right.

code

這里需要注意一下溢出的問(wèn)題,因?yàn)樵趕wift里若相加溢出钧敞,則會(huì)直接crash蜡豹,所以這里相加使用了 &+,溢出后返回nil

func fibonacci(number: UInt64) -> UInt64? {
    if number == 1 {
        return 1
    }else if number == 2 {
        return 1
    }
    var fibNMinusOne:UInt64 = 1
    var fibNMinusTwo:UInt64 = 1
    var fibN:UInt64 = 0
    for _ in 3...number {
        fibN = fibNMinusOne &+ fibNMinusTwo
        if(fibN < fibNMinusOne) {
            return nil
        }
        fibNMinusTwo = fibNMinusOne
        fibNMinusOne = fibN
    }
    return fibN
}
若把條件修改成一次可以跳一級(jí)溉苛,也可以跳2級(jí)...也可以跳上n級(jí)呢镜廉?
思路
  1. 如果臺(tái)階級(jí)數(shù)為n的話,這時(shí)我們把n級(jí)臺(tái)階時(shí)的跳法看成n的函數(shù)愚战,記為f(n),第一次跳的時(shí)候有n種不同的選擇:若是第一次跳一級(jí)娇唯,此時(shí)跳法的數(shù)目等于后面剩下的n-1級(jí)臺(tái)階的跳法數(shù)目,即為f(n-1),若是第一次跳m(m<n)級(jí)寂玲,此時(shí)跳法的數(shù)目等于后面剩下的n-m級(jí)臺(tái)階的跳法數(shù)目塔插,即為f(n-m),若是第一次跳n級(jí),此時(shí)跳法的數(shù)目等于1.所以 f(n) = f(n-1) + f(n-2) + ... + f(n-m) + ... + f(2) + f(1) + 1
  2. 因此f(n - 1) = f(n-2) + ... + f(n-m) + ... + f(2) + f(1) + 1
  3. 兩式相減得到 f(n) = 2 * f(n-1)
  4. 因此可以得到下面的結(jié)果
    \begin{aligned} f(n) &= f(n-1) + f(n-2) + ... + f(n-m) + ... + f(2) + f(1) + 1 \\ &= 1 + f(1) + f(2) + ... + f(n-m) + ... + f(n-2) + f(n-1) \\ &= 1 + f(1) + 2*f(1) + ... + 2^{n-m-1} * f(1) + ... 2^{n-3} * f(1) + 2^{n-2} * f(1) \\ &= 1 + 1 + 21 + ... + 2^{n-m-1} + ... 2^{n-3} + 2^{n-2} \\ &= 2^{n-1} \end{aligned}
答案

若把條件修改成一次可以跳一級(jí)拓哟,也可以跳2級(jí)...也可以跳上n級(jí)呢想许,則f(n) = 2^{n-1}

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