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青蛙跳台阶问题

时间:2015-04-07 23:32:03      阅读:170      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:数学   递归   青蛙跳台阶   剑指offer   算法   

题目:一只青蛙一次可以跳上 1 级台阶,也可以跳上2 级。求该青蛙跳上一个n 级的台阶总共有多少种跳法。


我的思路:最开始我的思路是把这个看成是一个数学问题,n=i*1+k*2先把所有可能满足这个公式的i和k求出来。然后在对i和k做排列组合。很明显i的范围应该是0<i<=n,所以我们已i开始迭代。下面贴上代码吧。把注释都写上!

public int JumpFloor(int target) {
		int step = 0;
		for (int i = 0; i <= target; i++) {

			if (0 == (target - i) % 2) {// 只要满足这个条件就是符合的组合
				// 只要能够符合的都是可以的情况

				// I代表的是跳一步的次数,如果I=0或者I=target这不可能出现多种排列的情况
				if (i == 0 || i == target) {
					step++;// 只有一种排列情况,要么全是1,要么全是2
				} else {
					/*
					 * 出现全排列的情况。利用排列组合的思想算出这一次有多少种走法
					 */
					int oneNum = i;// 为1的有i个
					int twoNums = (target - i) / 2;// 为2的有这么多个
					/**
					 * 全排列个数AII/AKK*AJJ(i表示中共的1和2的个数,k表示1的个数,
					 * j表示2的个数,simpleCircle是 算一个数的阶乘)
					 */
					int stepCount = simpleCircle(oneNum + twoNums)
							/ (simpleCircle(oneNum) * simpleCircle(twoNums));
					step += stepCount;

				}

			}

		}

		return step;
	}

	public int simpleCircle(int num) {// 简单的循环计算的阶乘
		int sum = 1;
		if (num < 0) {// 判断传入数是否为负数
			throw new IllegalArgumentException("必须为正整数!");// 抛出不合理参数异常
		}
		for (int i = 1; i <= num; i++) {// 循环num
			sum *= i;// 每循环一次进行乘法运算
		}

		return sum;// 返回阶乘的值
	}

小结:笔者这个解法虽然感觉思路比较清晰,但是感觉不是很巧妙!(其实数字算出来你会发现其实是一个fibo数列)没有亮点,但是这种解法当2变成其他数的时候是通用的


下面我们来看看网上大家的解法(这是一道剑指offer上面的题目),首先是结合Fibonacci数列来解决问题

分析:1)当n = 1, 只有1中跳法;当n = 2时,有两种跳法;当n = 3 时,有3种跳法;当n = 4时,有5种跳法;当n = 5时,有8种跳法;.......

        规律类似于Fibonacci数列

      2)

如果n=1,总步数f(n)=1;如果n=2,总步数f(n)=2。

另一方面,当n>=3,当前还剩的步数f(n),如果接下去跳一步,那么还剩下的步数是f(n-1);如果接下去跳两步,那么还剩下的步数是f(n-2),故:f(n)=f(n-1)+f(n-2)

技术分享

int Fib(int n)
{//典型的fibo数列方法
	if (n <= 0)
	{
		cout << "error!" << endl;
		return -1;
	}

	if (1 == n)
	{
		return 1;
	}
	else if (2 == n)
	{
		return 2;
	}
	else
	{
		return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
	}
}

-----------------------------------------------分割线-------------------------------------------------------------------------------

下面是这道题的变化题目,非常不错!

问:一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2 级……它也可以跳上n 级,此时该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法?

用Fib(n)表示青蛙跳上n阶台阶的跳法数,青蛙一次性跳上n阶台阶的跳法数1(n阶跳),设定Fib(0) = 1;

       当n = 1 时, 只有一种跳法,即1阶跳:Fib(1) = 1;

       当n = 2 时, 有两种跳的方式,一阶跳和二阶跳:Fib(2) = Fib(1) + Fib(0) = 2;

       当n = 3 时,有三种跳的方式,第一次跳出一阶后,后面还有Fib(3-1)中跳法; 第一次跳出二阶后,后面还有Fib(3-2)中跳法;第一次跳出三阶后,后面还有Fib(3-3)中跳法

        Fib(3) = Fib(2) + Fib(1)+Fib(0)=4;

       当n = n 时,共有n种跳的方式,第一次跳出一阶后,后面还有Fib(n-1)中跳法; 第一次跳出二阶后,后面还有Fib(n-2)中跳法..........................第一次跳出n阶后, 后面还有                Fib(n-n)中跳法.

       Fib(n) = Fib(n-1)+Fib(n-2)+Fib(n-3)+..........+Fib(n-n)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-1)

      又因为Fib(n-1)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-2)

      两式相减得:Fib(n)-Fib(n-1)=Fib(n-1)         =====》  Fib(n) = 2*Fib(n-1)     n >= 2

      递归等式如下:


技术分享

代码特简单,但是分析就不是这么简单的事情了:

public int jumpN(int n) {
		if (n == 0 || n == 1) {
			return 1;
		}

		return 2 * jumpN(n - 1);

	}

其他想法目前还没有想出来,先贴着吧。

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青蛙跳台阶问题

标签:数学   递归   青蛙跳台阶   剑指offer   算法   

原文地址:http://blog.csdn.net/a837199685/article/details/44926197

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