算法趣事·123递推

龚老师的电脑最近脾气很大,因为最近我总让它做枚举算法,可把它累坏了。枚举算法大家还记得吧,先来复习一下找找为什么电脑脾气这么大!枚举算法设计模式:1.分析题目,确定可解的范围。2.设计循环结构,包括循环次数和判断条件,在循环体内对可能解逐一判定,直至求出问题解。3.为了提高解决问题的效率,使可能解的范围降至最小。注意,小心电脑罢工!


注意小心电脑罢工!看来我的电脑最近在琢磨着罢工了,得学习个新的算法来缓解下电脑压力了!枚举算法是个值得我们每个人都学习的持之以恒的好同学,但有时候显的不够聪明,今天我们来认识“聪明”点的算法——递推算法。




递推算法青出于蓝而胜于蓝,继承了枚举算法持之以恒的精神,又取巧的先来找一找规律。递推算法以“起点”为基础,运用相同的运算规则,逐次重复运算,直至得出结论、运算结束。聪明的你想一想,如果以“终点”为基础,依照运算规则重复运算,算不算递推算法呢?递推算法分两种模式,一:顺推。从已知条件开始,逐步推算出问题的解。二:逆推。现在知道刚才的答案了吧?算,递推算法,还时逆推算法。


递推算法设计模式:1.分析题目已知条件和结果之间的联系【例如,1,1,2,3,5,8  找出联系了吗?】。2.设计循环结构,包括循环次数和判断条件,在循环体内对可能解逐一判定,直至求出问题解。




头昏脑涨的同学估计要说:好了说得那么厉害,那这玩意到底干啥的?递推算法在数学各个领域中都被广泛的运用着,我们来看个实例吧。【今天来点简单的开胃菜!】


小试牛刀:

满足F1=F2=1,Fn=Fn-1+Fn-2的数列我们叫做斐波那契数列,(Fibonacci)它的前若干项是:1,1,2,3,5,8,13,21,34…求此数列的第n项。


小提示:题目意图是让我们输入一个数,让电脑帮我们在斐波那契数列中找到那个位置上的数字。【例如我输入4,电脑会把斐波那契数列中第四个数字3输出来。】既然要在斐波那契数列中找数字,第一步得研究出这个数列有什么规律吧?斐波那契数列?听起来就像某个数学大师来折腾我们的的杰作。据说递推算法这功夫在数学世界中游奇效?


1.解法分析:

递推算法设计模式:1.分析题目已知条件和结果之间的联系。已知条件:【1,1,2,3,5,8,13,21,34…】,规律显而易见,从第三个数字开始,前两个数字之和等于第三个数字【例如:3+5=8,5+8=13,8+13=21】。我们先把数字列出来,第一个数字:f1,第二个数字:f2,第三个数字:f3。f3=f1+f2【f1+f2的值,赋值给f3。】第一个加法式子搞定了,再来研究第二个式子,姑且把第四个数字叫为:f4,f4=f2+f3。看起来也对,可是之后的第五个数字,第六个数字都需要f5,f6....吗?明显是不合理的,电脑可不希望你这么无知的分配空间。


那么回看看,刚刚f3=f1+f2之后,f1还有用吗?第四个数字是第三和第二数相加,其实至始至终都只用了3个数字,那么我们拿3个变量来存放这3个数字就ok了,何必要F5,F6呢?


2.代码实现

聪明的你搞定了没?



3.代码详解:

运用递推算法首先要研究出一串数字间的规律,我们确定规律发现只需要3个变量来存放不断变换的数字,那么首先来3个变量,f1, f2, f3。按题目要求,我们手动输入n的值,告诉电脑我们需要输出第n个位置上的数。既然第n个位置,那么循环找起来吧,从第一个位置找还是从第三个位置找?


第一,第二数为1,从第三数开始符合规律,当然是从第3个位置开始,至少三个数才符合我们发现的规律:f3=f1+f2,既然f1, f2已经用完了,首先把f2的值存放到f1之内,反正f1的数字已经没用了【好好理解这部分!】。接着把f3的值放到f2之内,反正f2的值已经放到了f1内。【好好理解这部分!】。

按照我们安排的规律,循环我们要找到的第n个位置,那么乖乖输出正确答案吧。




4.代码升级:

别高兴太早,严谨的态度才能让你显得更靠谱哦!让程序输出第一个位置,第二个位置看看?EXM?电脑似乎疯了?找一找哪里有问题呢?

通过某个已观察出的条件,利用特定规律得出中间推论,然后逐步递推直至得出结论。递推算法可是在数学世界中有着举足轻重的地位,你学会了吗?

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