波非那切数列:0 1 1 2 3 5 8 13.....
第n项是第n-1项和n-2项的和。第一项为0,第二项为1。
简单思考,可以用递归:
NSInteger test(NSInteger n)
{
if (0 == n) {
return 0;
} else if (1 == n) {
return 1;
} else {
return test(n-1) + test(n-2);
}
}
运行起来结果看上去没什么问题,但是如果n很大,那一次递归调用两次本身,类似于二叉树往下分裂,1生2,2生4,对于内存的消耗是指数级增长。当执行test(45)
时,运算耗时就达到9s多;执行test(46)
时,运算耗时14s;执行test(47)
时,运算耗时21s;如果n更大,消耗的时间指数级增长,所以就要思考怎么处理优化这个算法。
我们知道,数列的特性是f(n)=f(n-1)+f(n-2)
,循环往复,那能不能写个循环处理呢,一开始需要定义两个变量a
和b
,每循环一次,a
的值变为原来b
的值,b
的值变为原来a+b
的值,根据这个思路,写出下面方法:
- (long)test:(long)n
{
if (0 == n) {
return 0;
} else if (1 == n) {
return 1;
} else {
long a = 0;
long b = 1;
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
b = a + b;
a = b - a;
}
return b;
}
}
这个方法只会有两个变量,循环操作,所以比上面递归要节约内存,这里面还有个问题,就是n
比较大时,会有数据越界的问题,这时候就需要用字符串来处理结果了:
- (NSString *)calculate:(NSInteger)n
{
if (0 == n) {
return @"0";
} else if (1 == n) {
return @"1";
} else {
NSString *a = @"0";
NSString *b = @"1";
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
if (i == 16) {
}
b = [self subStr1:a str2:b];
a = [self minusStr1:b str2:a];
}
return b;
}
}
- (NSString *)subStr1:(NSString *)str1 str2:(NSString *)str2
{
NSMutableString *result = [NSMutableString string];
NSInteger maxLength = MAX(str1.length, str2.length);
BOOL flag = NO;
for (int i = 0; i < maxLength; i++) {
int num1 = 0;
int num2 = 0;
if (str1.length > i) {
num1 = [[str1 substringWithRange:NSMakeRange(str1.length - i - 1, 1)] intValue];
}
if (str2.length > i) {
num2 = [[str2 substringWithRange:NSMakeRange(str2.length - i - 1, 1)] intValue];
}
[result insertString:[NSString stringWithFormat:@"%d", (num1 + num2 + (flag ? 1 : 0)) % 10] atIndex:0];
flag = num1 + num2 + (flag ? 1 : 0) > 9;
}
if (flag) {
[result insertString:@"1" atIndex:0];
}
return [result copy];
}
- (NSString *)minusStr1:(NSString *)str1 str2:(NSString *)str2
{
NSMutableString *result = [NSMutableString string];
NSInteger maxLength = MAX(str1.length, str2.length);
BOOL flag = NO;
for (int i = 0; i < maxLength; i++) {
int num1 = 0;
int num2 = 0;
if (str1.length > i) {
num1 = [[str1 substringWithRange:NSMakeRange(str1.length - i - 1, 1)] intValue];
}
if (str2.length > i) {
num2 = [[str2 substringWithRange:NSMakeRange(str2.length - i - 1, 1)] intValue];
}
int insertValue = num1 - num2 - (flag ? 1 : 0);
if (insertValue < 0) {
insertValue += 10;
}
[result insertString:[NSString stringWithFormat:@"%d", insertValue] atIndex:0];
flag = num1 - (flag ? 1 : 0) < num2;
}
while ([[result substringToIndex:1] isEqualToString:@"0"]) {
result = [result substringFromIndex:1];
}
return [result copy];
}