斐波那契数列的C语言多种实现方法(递归、循环、动态规划、矩阵乘法和公式法)

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斐波那契数列的C语言多种实现方法(递归、循环、动态规划、矩阵乘法和公式法)

2024-07-11 10:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

介绍

斐波那契数列是一个非常有趣的数列,它的每一项都是前两项的和,前两项分别为0和1。这个数列的前几项是:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233、377、610、987、1597、2584、4181、6765。这个数列的公式可以表示为:

F0 = 0F1 = 1Fn = Fn-1 + Fn-2(n >= 2)

这个数列有许多有趣的性质,例如,两个连续的斐波那契数之比会收敛于黄金比例,约等于1.61803399。

在这篇博客中,我们将探讨如何使用C语言实现斐波那契数列,并讨论各种方法的时间复杂度。

递归实现

递归是最直观的方法,直接根据斐波那契数列的定义F(n) = F(n-1) + F(n-2)来实现。但是这种方法的时间复杂度是O(2^n),因为它会重复计算很多项,效率非常低。

#include // 斐波那契数列函数 int fibonacci(int n) { if(n == 0) { return 0; } else if(n == 1) { return 1; } else { return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2); } } int main() { int n; printf("请输入一个整数:"); scanf("%d", &n); printf("斐波那契数列的第%d项为:%d\n", n, fibonacci(n)); return 0; } 循环实现

循环实现是一种更有效的方法,它使用两个变量来保存前两项,然后通过循环来计算第n项。这种方法的时间复杂度是O(n),效率比递归高很多。

#include // 斐波那契数列函数 int fibonacci(int n) { if(n {1,1},{1,0}}; if (n == 0) return 0; power(F, n - 1); return F[0][0]; } void multiply(int F[2][2], int M[2][2]) { int x = F[0][0]*M[0][0] + F[0][1]*M[1][0]; int y = F[0][0]*M[0][1] + F[0][1]*M[1][1]; int z = F[1][0]*M[0][0] + F[1][1]*M[1][0]; int w = F[1][0]*M[0][1] + F[1][1]*M[1][1]; F[0][0] = x; F[0][1] = y; F[1][0] = z; F[1][1] = w; } void power(int F[2][2], int n) { int i; int M[2][2] = {{1,1},{1,0}}; // n - 1 times multiply the matrix to {{1,0},{0,1}} for (i = 2; i


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