leetcode-每日一题873. 最长的斐波那契子序列的长度(哈希和二分)

简介: 题目要求斐波那契数列长度要大于等于3,就等于说要确定 x[1] 和 x[2]来确定x[3]…x[n]之和的数列,所以我们用两层for循环来枚举x[1] 和 x[2] ,因为斐波那契数列满足 x[i] = x[i - 1] + x[i - 2], 所以x[3] = x[1] + x[2] x[4] = x[3] + x[2]…,我们只需要三个变量来不断变换, 每次从 arr 中找前两个数,然后查看后续在符合斐波那契的数在arr中是否存在

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题目链接:https://leetcode.cn/problems/length-of-longest-fibonacci-subsequence/

思路


方法一、二分+枚举


直接想法


题目要求斐波那契数列长度要大于等于3,就等于说要确定 x[1] 和 x[2]来确定x[3]…x[n]之和的数列,所以我们用两层for循环来枚举x[1] 和 x[2] ,因为斐波那契数列满足 x[i] = x[i - 1] + x[i - 2], 所以x[3] = x[1] + x[2] x[4] = x[3] + x[2]…,我们只需要三个变量来不断变换, 每次从 arr 中找前两个数,然后查看后续在符合斐波那契的数在arr中是否存在


算法


1.第一层 for 循环 来确定第一个数

2.第二层 for 循环 来确定第二个数

3.用 tmpi 记录第一个数,用 tmpj 记录第二个数, 用sum = tmpi + tmpj

4.用二分查找 搜索sum是否存在于 arr 数组

5.tmpi -> tmpj, tmpj -> sum, sum -> sum + tmpj


代码示例


func binarySearch(arr []int, target int, l int, r int) int {
  //在arr[l...r]中查找target
  for l <= r {
    //middleIndex := r+l/2 //注意:这里容易产生bug(r+l溢出int最大值),改写成如下方式
    middleIndex := l + (r-l)/2
    if arr[middleIndex] == target {
      return middleIndex
    }else if arr[middleIndex] > target {
      //在arr[l...middleIndex - 1]中查找target
      r = middleIndex - 1
    }else {
      //在arr[middleIndex + 1...r]中查找target
      l = middleIndex + 1
    }
  }
  return -1
}
func lenLongestFibSubseq(arr []int) (ans int) {
    n := len(arr)
    for i := range arr{
        if n - i < ans{
            break
        }
        for j := i + 1; j < n; j++{
            cnt := 2
            tmpi := arr[i]
            tmpj := arr[j]
            sum := tmpi + tmpj
            if n - j + 3 < ans{
                break
            }
            for binarySearch(arr, sum, j + 1, n - 1) >= 0{
                cnt++
                tmpi, tmpj, sum = tmpj, sum, sum + tmpj   
            }
            if ans < cnt && cnt >= 3{
                ans = cnt
            }
        }
    }
    return 
}

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复杂度分析


  • 时间复杂度:O(n2 * log2n) 其中n是arr数组的长度,用两层for 循环确定前两个数需要O(n2)的时间,用二分去搜索后续斐波那契数列是否存在在数组中需要O(log2n)


  • 空间复杂度:O(1) 不需要申请额外空间


方法二、哈希 + 枚举


直接想法


在方法一的基础上,我们发现用二分查找搜索斐波那契数会重复搜索存在的数,虽然顺序遍历节省了很多时间,居然第三层我只需要搜索这个数是否存在,我们可以用更优秀的哈希表来存arr数组里的数,那我们可以省去第三层的搜索时间,只需要O(1)的时间


算法


1.用哈希表map来循环arr数组记录数

2.第一层 for 循环 来确定第一个数

3.第二层 for 循环 来确定第二个数

4.用 tmpi 记录第一个数,用 tmpj 记录第二个数, 用sum = tmpi + tmpj

5.用 哈希表map 搜索sum是否存在于 arr 数组

6.tmpi -> tmpj, tmpj -> sum, sum -> sum + tmpj


func lenLongestFibSubseq(arr []int) (ans int) {
    mp := map[int]bool{}
    for i := range arr{
        mp[arr[i]] = true
    }
    for i := range arr{
        if len(arr) - i < ans{
            break
        }
        for j := i + 1; j < len(arr); j++{
            cnt := 2
            tmpi := arr[i]
            tmpj := arr[j]
            sum := tmpi + tmpj
            if len(arr) - j + 2 < ans{
                break
            }
            for mp[sum]{
                cnt++
                tmpi, tmpj, sum = tmpj, sum, sum + tmpj   
            }
            if ans < cnt && cnt >= 3{
                ans = cnt
            }
        }
    }
    return 
}

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复杂度分析


  • 时间复杂度:O(n2) 其中n是arr数组的长度,用两层for 循环确定前两个数需要O(n2)的时间,用哈希表搜索后续斐波那契数列是否存在在数组中需要O(1)


  • 空间复杂度:O(n) 需要申请一个长度n的map哈希表
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