C语言青蛙跳台阶【图文详解】
创始人
2024-05-27 03:10:39

青蛙跳台阶

青蛙跳台阶

  • 前言
    • 1. 题目介绍
    • 2. 解题思路
    • 3. 利用图片来演示青蛙跳台阶的原理
    • 4. 如何用C语言实现青蛙跳台阶

前言

在本文,我们要与一只活泼可爱的小青蛙合作,带领着它跳上台阶,这个小家伙精力充沛,特别擅长于跳跃。我们要让它做我们的思维助手,看看有多少种方法让它跳到指定的台阶上。

本文比较生动有趣,没有太多的理论,小青蛙也非常敬业,相信对你来说,阅读本文将是一个愉快的经历,如果有什么建议,可以评论留言我,恒川都会认真看的哦。

我还得温馨地提醒一下你:

本文易懂(不难),但还是值得琢磨的。有些思维方法乍一眼看起来很像,代码写出来似乎也差不多,但是它们之间的解题方法,确实有差别的,你可能需要仔细体会,才能领悟。
如果想看汉诺塔的讲解,请点击该链接汉诺塔详细图解。

1. 题目介绍

一只青蛙可以一次跳 1 级台阶或一次跳 2 级台阶,例如:跳上第一级台阶只有一种跳法:直接跳 1 级即可。跳上两级台阶,有两种跳法: 每次跳 1 级,跳两次; 或者一次跳 2 级.
问要跳上第 n 级台阶有多少种跳法?

2. 解题思路

此类求多少种可能性 的题目一般都有递推性质 ,跟斐波那契,汉诺塔的题型相似,即 f(n)和 f(n-1)…f(1)之间是有联系的。
如果想看汉诺塔的讲解,请点击该链接汉诺塔详细图解

设跳上 n级台阶有 f(n)种跳法。在所有跳法中,青蛙的最后一步只有两种情况: 跳上1级或 2级台阶。
当为 1级台阶: 剩 n-1个台阶,此情况共有 f(n-1)种跳法;
当为 2级台阶: 剩 n-2个台阶,此情况共有 f(n-2)种跳法。
f(n)为以上两种情况之和,即 f(n)=f(n-1)+f(n-2),以上递推性质为斐波那契数列。本题可转化为求斐波那契数列第 n项的值 ,与斐波那契数列等价,唯一的不同在于起始数字不同。
青蛙跳台阶问题: f(0)=1 , f(1)=1, f(2)=2;
斐波那契数列问题: f(0)=0 , f(1)=1, f(2)=1。
跳台阶演示过程
斐波那契数列的定义是 f(n + 1) = f(n) + f(n - 1),生成第n项的做法有以下几种:

递归法:
原理: 把 f(n)问题的计算拆分成 f(n-1)和 f(n-2)两个子问题的计算,并递归,以 f(0)和 f(1)为终止条件。
缺点: 大量重复的递归计算,例如 f(n)和 f(n - 1)两者向下递归都需要计算 f(n - 2)的值。

记忆化递归法:
原理: 在递归法的基础上,新建一个长度为 n的数组,用于在递归时存储 f(0)至 f(n)的数字值,重复遇到某数字时则直接从数组取用,避免了重复的递归计算。
缺点: 记忆化存储的数组需要使用 O(N)的额外空间。

动态规划:
原理: 以斐波那契数列性质 f(n + 1) = f(n) + f(n - 1)为转移方程。
从计算效率、空间复杂度上看,动态规划是本题的最佳解法。

链接:https://leetcode-cn.com/problems/qing-wa-tiao-tai-jie-wen-ti-lcof/solution/mian-shi-ti-10-ii-qing-wa-tiao-tai-jie-wen-ti-dong/
来源:力扣(LeetCode)

3. 利用图片来演示青蛙跳台阶的原理

青蛙跳台阶的两种情况
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4. 如何用C语言实现青蛙跳台阶

#include
int dance_s(int n)
{if (n == 1){return 1;//当只有一层台阶时直接返回1}if (n == 2){return 2;//当只有2层台阶时直接返回2}if (n > 2){return dance_s(n - 1) + dance_s(n - 2);}//当n>2时,利用递归,直到结束停止
}
int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);//输入台阶的个数int num = dance_s(n);printf("%d\n", num);//打印共有多少种跳台阶的方案return 0;
}

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