C语言学习记录——用递归思想求第n个斐波那契数,函数递归

简介: C语言学习记录——用递归思想求第n个斐波那契数,函数递归

了解斐波那契数列

斐波那契数列的排列是:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……

依次类推下去,你会发现,它后一个数等于前面两个数的和。在这个数列中的数字,就被称为斐波那契数。

 

我们用递归的方式实现一遍,再代入一个具体的值,将简单的思路图展现出来

用递归的方法实现(代码)

#include <stdio.h>
 
//函数声明及定义,返回值为int型
 
int Fib(int n)
{
 
  //斐波那契数列第一个数和第二个数都为1
  //故递归在n > 2 时开始
 
  if (n > 2)
    //根据斐波那契数列的特点
    //前两个数的和等于第三个数
    //即第 n 个数等于 第 n - 1 个数加第 n - 2 个数
    return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
 
  //所求的n <= 2时,直接返回1
  else
    return 1;
 
}
 
int main()
{
  int n;
  printf("请输入要求第几个斐波那契数:");
  scanf("%d", &n);
  printf("第%d个斐波那契数为%d\n", n,Fib(n));
  return 0;
}

用递归的方法实现(运行结果图)

递归方法思路图

求解第n个斐波那契数可以选择用递归的方式或者迭代的方式,我们再用学习得比较早的迭代(循环)的方式实现一遍

用迭代的方法实现(代码)

int Fib(int n)
{
  int a = 1, b = 1, c = 1;
  for (;n > 2;n--)
  {
    c = a + b;
    a = b;
    b = c;
  }
  return c;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
  int n;
  printf("请输入要求第几个斐波那契数:");
  scanf("%d", &n);
  printf("第%d个斐波那契数为%d\n", n,Fib(n));
  return 0;
}


用迭代的方法实现(运行结果图)

小结与对比思考

对比两个方法,发现:用迭代的方法效率会更高一些,在递归中,进行了大量重复的运算,导致效率比较慢。

下面我们验证一下

通过代码具体来看一下之前写的递归法中,n = 3被重复运算的次数

#include <stdio.h>
int count ;
int Fib(int n)
{
  
  if (n > 2)
  {
    if (n == 3)
    {
      count++;
    }
    return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
  }
  else
    return 1;
  
}
 
int main()
{
  int n;
  printf("请输入要求第几个斐波那契数:");
  scanf("%d", &n);
  printf("第%d个斐波那契数为%d\n", n, Fib(n));
  printf("n = 3被重复运算的次数为:%d次\n", count);
  return 0;
}


运行结果为:


越往后重复的次数会增加得更加多



由于重复的次数太多,当想要求第50个斐波那契数时,就需要等上十多分钟甚至更久......


如下图:一步步递归下去,就会发现很多数是重复参与了很多运算的

总结

函数递归往往能用简短的代码实现复杂的问题

其思想的最主要特点是:大事化小

而实际上,很多题都能够使用两种方法来实现,这时我们就需要通过自己判断

选择哪种方法就显得尤为重要了。

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