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斐波那契数列的时间复杂度

时间:2022-02-19 09:57:46

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斐波那契数列的时间复杂度

int f(int n) {if (n == 1) return 1;if (n == 2) return 2;return f(n-1) + f(n-2);}

这样一段代码的时间复杂度是多少呢?你可以先试着分析一下,然后再来看,我是怎么利用递归树来分析的。我们先把上面的递归代码画成递归树,就是下面这个样子:

这棵递归树的高度是多少呢?f(n) 分解为 f(n−1) 和 f(n−2),每次数据规模都是 −1 或者 −2,叶子节点的数据规模是 1 或者 2。所以,从根节点走到叶子节点,每条路径是长短不一的。如果每次都是 −1,那最长路径大约就是 n;如果每次都是 −2,那最短路径大约就是 2n​。

每次分解之后的合并操作只需要一次加法运算,我们把这次加法运算的时间消耗记作 1。所以,从上往下,第一层的总时间消耗是 1,第二层的总时间消耗是 2,第三层的总时间消耗就是 2^2。依次类推,第 k 层的时间消耗就是 2^(k−1),那整个算法的总的时间消耗就是每一层时间消耗之和。

如果路径长度都为 n,那这个总和就是 2^(n−1)。

如果路径长度都是 n/2​ ,那整个算法的总的时间消耗就是 2^(n/2)​−1。

所以,这个算法的时间复杂度就介于 O(2^n) 和 O(2^(n/2​)) 之间。虽然这样得到的结果还不够精确,只是一个范围,但是我们也基本上知道了上面算法的时间复杂度是指数级的,非常高

总结

斐波那契数列的递归算法时间复杂度是指数级别的,所以面试遇到写这个就不够好

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