前言:
斐波那契数列数列:0 1 1 2 3 5 8 13...,用数学公式表示为:fn(n) = fn(n-1) + fn(n-2), n>1; fn(0) = 0; fn(1) = 1; 简单的来说就是后一项是前两项只和。
js实现斐波那契数列的三种方式:
方法一:递归
一提到斐波那契数列估计很多人和我的第一反应是一样的,那便是递归。用递归的方式实现一下,代码如下:
function fabonacci(n) { if (n === 0) { return 0; } else if (n === 1) { return 1; } else { return fabonacci(n - 1) + fabonacci(n -2); } } var start = new Date(); var result = fabonacci(50); var end = new Date(); console.log('迭代', result, end.getTime() - start.getTime());
如上我以n=50为例,测算了一下fn(50)所需要的时间,差点吓死宝宝,255s才出答案,也就是说4分多一点才算出来!!!细分析下原因:
f(0) = 0* f(1) = 1
f(2) = f(1) + f(0)
f(3) = f(2) + f(1)
= (f(1) + f(0)) + f(1)
f(4) = f(3) + f(2)
= (f(2) + f(1)) + (f(1) + f(0))
= ((f(1) + f(0)) + f(1)) + (f(1) + f(0))
f(5) = f(4) + f(3) = (f(3) + f(2)) + (f(2) + f(1))
= ((f(2) + f(1)) + (f(1) + f(0))) + ((f(1) + f(0)) + f(1))
= (((f(1) + f(0)) + f(1)) + (f(1) + f(0))) + ((f(1) + f(0)) + f(1))
...
我们发现递归造成了大量的重复运算。其的
时间复杂度为
O(2^n),空间复杂度为O(n);
方法二:用一个变量来存储算过的数,解决迭代中的重复计算
var cache = { 0: 0, 1: 1 } function fabonacci(n) { if (typeof cache[n] === 'number') { return cache[n]; } var result = cache[n] = fabonacci(n - 1) + fabonacci(n - 2); return result; } var start = new Date(); var result = fabonacci(50); var end = new Date(); console.log('方法二', result, end.getTime() - start.getTime());优雅一点的写法如下:
var cache = { 0: 0, 1: 1 } function fabonacci(n) { return typeof cache[n] === 'number' ? cache[n] : cache[n] = fabonacci(n - 1) + fabonacci(n - 2); }
其中cache也可以换成数组写法如下:
var cache = [0, 1]; function fabonacci(n) { return typeof cache[n] === 'number' ? cache[n] : cache[n] = fabonacci(n - 1) + fabonacci(n - 2); }
有的同志可能喜欢函数式的写法,写法如下:
function fabonacci() { var cache = { 0: 0, 1: 1 } return function fabonacci_(n) { return typeof cache[n] === 'number' ? cache[n] : cache[n] = fabonacci_(n - 1) + fabonacci_(n - 2); } } var start = new Date(); var result = fabonacci()(50); var end = new Date(); console.log('方法二4', result, end.getTime() - start.getTime());你会惊奇的发现,这个大大缩短了运算时间,只要4ms。 时间复杂度为 O(n),空间复杂度为O(n)
方法三:用for循环来实现,时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1),用时1ms!
递归是往里探寻,
比n小的每个值都要重算一遍,同样比n-1小的每一个值都要重新算一遍。
而for循环有点相反的意思,它是从底层算起,知道到达fn(n)。
function fabonacci(n) { var last = 0; var laster = 1; var current = last; for (var i = 1; i <= n; i++) { last = laster; laster = current; current = last + laster; } return current; } var start = new Date(); var result = fabonacci(50); var end = new Date(); console.log('方法三1', result, end.getTime() - start.getTime());
该方法变量处理太多,故做了下面的优化版本,避免多个变量的改变
function fabonacci(n) { function fabonacci_(n, a, b) { if (n === 0) { return a; //注意这里是a,小编第一次写时,写成了0,依旧停留在迭代的思想 } else { return fabonacci_(n - 1, b, a + b); } } return fabonacci_(n, 0, 1); }
写了这么多,下次提到斐波那契数列时记得第一反应不要再是递归咯!