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Python:递归输出斐波那契数列

时间:2021-06-27 19:29:56

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Python:递归输出斐波那契数列

今天学习Python的时候做一道练习题,题目是这样的:

题目 导入

问题

有一对兔子,从出生后第3个月起每个月都生一对兔子,小兔子长到第三个月后每个月又生一对兔子,假如兔子都不死,问每个月的兔子总对数为多少?

分析

简单的分析了一下,发现这个问题其实就是斐波那契数列问题。

第一个月兔子对数为1,

第二个月兔子对数还是1,

第三个月,开始生小兔子啦,那么总的对数是1+1=2,

第四个月,老兔子又生了,那么1(最开始的老兔子)+1(第四个月老兔子生的)+1(第三个月老兔子生的)=3

第五个月,1(1老)+1(第五个月老兔子生)+1(第四个月老兔子生)+1(第三个月老兔子生)+1(第三个月老兔子生的小兔子也生了)=5

第六个月,1(1老)+1(第六个月老兔子生)+1(第五个月老兔子生)+1(第四个月老兔子生)+1(第三个月老兔子生)+1(第三个月老兔子生的小兔子也生了)+1(第三个月老兔子生的小兔子又生了)+1(第四个月老兔子生的小兔子也生了)=8

可以发现,每个月的兔子的对数为 1,1,2,3,5,8,13,⋯

因此,经过一个简单的分析,可以看出来,这道题就是考察的斐波那契数列的。

Python代码实现

这个代码实现的话,应该是有多种实现方法的。

直接输出

def rabbit1(n):f1=1f2=1if (n==1 or n==2):return 1else:for i in range(3,n+1):f1,f2=f2,f1+f2return f2

递归输出方式一

这个斐波那契数还可以使用递归进行输出,就是非常直观的递归计算。

def rabbit2(n):if (n==1 or n==2):return 1else:return rabbit2(n-1)+rabbit2(n-2)

递归输出方式二

这种方式是把之前算过的斐波那契数存在字典中,这样的话递归要用的话就直接存取,而不是去重新计算。

def rabbit3(n,rabbits={1:1,2:1}):if n in rabbits:return rabbits[n]res=rabbit3(n-1)+rabbit3(n-2)rabbits[n]=resreturn res

三种方式的讨论

对于三种方式而言,都可以直接输出结果来。

print(rabbit1(10))print(rabbit2(10))print(rabbit3(10))

输出结果为:

555555

可以看出来,程序是没有错的。

现在n=36,再试一试,

第一种方式结果

14930352[Finished in 0.3s]

第二种方式结果为:

14930352[Finished in 4.7s]

第三种方式结果为:

14930352[Finished in 0.3s]

可以看出来,直接递归貌似结果就差远了。而第二种递归,把之前的数据存起来而不是计算则就要快很多了。

至于第一种方式,是相当快得,当n很大,依旧可以秒算。比如说n=10000,第一种方式可以计算。而第三种方式就不行了,告诉我不能计算了,报错。至于为什么还没有弄明白。

关于使用Python输出斐波那契数列的补充

今天在学习python迭代器和生成器,大致记录一下:

迭代器

迭代是Python最强大的功能之一,是访问集合元素的一种方式。。

迭代器是一个可以记住遍历的位置的对象。

迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退。

迭代器有两个基本的方法:iter() 和 next()

字符串,列表或元组对象都可用于创建迭代器:

#import sys # 引入 sys 模块list=[1,2,3,4]it = iter(list) # 创建迭代器对象flag=Truewhile True:try:print (next(it))except StopIteration:#sys.exit()flag=False

利用迭代器代替for循环,进行列表数据的遍历输出。

生成器

在 Python 中,使用了 yield 的函数被称为生成器(generator)。

跟普通函数不同的是,生成器是一个返回迭代器的函数,只能用于迭代操作,更简单点理解生成器就是一个迭代器。

在调用生成器运行的过程中,每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息,返回yield的值。并在下一次执行 next()方法时从当前位置继续运行。

以下实例使用 yield 实现斐波那契数列:

def iteration_yield(it):flag = True# a=0while flag:try:print(next(it), end=" ")except StopIteration:# sys.exit()flag = False# print(a)def fibonacci(n):a, b, counter = 0, 1, 0while True:if counter > n:returnyield aa, b = b, a + bprint('%d,%d' % (a, b))counter += 1f = fibonacci(1000)iteration_yield(f)

更多具体的内容可以从这个地方学习到:

/python3/python3-iterator-generator.html

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