概述
百度下“斐波拉契的非递归写法”,也有不少的答案,但是并不令人满意,首先是太复制难懂,其次是性能和递归差不多。
public class Node
{
public Node(long value, bool visited)
{
Value = value;
Visited = visited;
}
public long Value { get; set; }//存放结点的值
public bool Visited { get; set; }
}
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然后,我们就可以愉快地上DFS的栈写法啦
public static long Fblc(int n)
{
Stack<Node> s = new Stack<Node>();
s.Push(new Node(n, false));
long sum = 0;
long[] childrenResultMemo = new long[n+1];
childrenResultMemo[0] = 1;
childrenResultMemo[1] = 1;
//long children = 0;
while (s.Any())
{
var cur = s.Pop();
if (cur.Visited == false)
{
if (childrenResultMemo[cur.Value] == 0)
{
cur.Visited = true;
if (childrenResultMemo[cur.Value - 1] != 0 && childrenResultMemo[cur.Value - 2] != 0)
{
var result = childrenResultMemo[cur.Value - 1] + childrenResultMemo[cur.Value - 2];
childrenResultMemo[cur.Value] = result;
sum += result;
s.Push(cur);
}
else
{
s.Push(cur);
s.Push(new Node(cur.Value - 1, false));
s.Push(new Node(cur.Value - 2, false));
}
}
else
{
sum += childrenResultMemo[cur.Value];//保存子树结果的优化,会有个特殊情况要处理
}
}
}
return sum;
}
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上述算法的核心思想是,遍历栈,pop出栈顶元素,如果已经访问过(visited为true),就跳过(上面代码由于采用了保存子树结果的优化,会有个特殊情况要处理,下文会详述);否则,将当前父结点的visited标记为true,代表已访问过,并push到栈;然后将其子结点都push到栈。
如果按照这个思路,写出来的代码不会是上面那个样子的,代码量少得多也简洁得多,不过算法复杂度就会像递归写法差不多,因为存在重复计算。
那怎么办呢,解决办法只有一个,空间换时间,将子树的结果存起来,如果对应子树已经计算过有结果,就不再往下一层的深度遍历了,直接使用结果。我们将子树结果保存在了一个数组里面:
long[] childrenResultMemo = new long[n+1];
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通常如果子树已经有结果,按逻辑来说应该就会被访问过。不过存在特例,就是一开始的子树0和子树1:
childrenResultMemo[0] = 1;
childrenResultMemo[1] = 1;
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只需在这个特例的分支里面累加结果即可:
sum += childrenResultMemo[cur.Value];
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怎么样,这种写法是不是很少见?其实斐波拉契数列的求值过程就像是树的深度优先遍历。所以只要是深度优先遍历的实现,完全就是可行的。
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最后
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