C++如何实现斐波那契数列_C++动态规划与递归解法对比-C++-PHP中文网

C++如何实现斐波那契数列_C++动态规划与递归解法对比

裘德小鎮的故事

发布： 2025-12-12 17:19:44

原创

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斐波那契数列可通过递归和动态规划实现，递归法代码简洁但时间复杂度为O(2^n)，存在大量重复计算，适用于小n；动态规划通过保存中间结果避免重复计算，时间复杂度降为O(n)，空间优化版本仅用O(1)空间，适合大n场景。

c++如何实现斐波那契数列_c++动态规划与递归解法对比

斐波那契数列是经典的数学问题，其定义为：F(0) = 0, F(1) = 1，且当 n ≥ 2 时，F(n) = F(n-1) + F(n-2)。在 C++ 中，可以通过递归和动态规划两种常见方式实现。下面分别介绍这两种方法，并对比它们的效率与适用场景。

递归解法（简单但低效）

最直观的实现方式是使用递归：

#include <iostream>
using namespace std;
<p>int fib_recursive(int n) {
if (n <= 1)
return n;
return fib_recursive(n - 1) + fib_recursive(n - 2);
}</p><p>int main() {
int n = 10;
cout << "F(" << n << ") = " << fib_recursive(n) << endl;
return 0;
}</p>

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说明：该方法代码简洁，逻辑清晰，但存在大量重复计算。例如，计算 F(5) 时会重复计算 F(3) 多次。时间复杂度为 O(2^n)，空间复杂度为 O(n)（由于递归调用栈），不适合求较大的 n。

动态规划解法（高效推荐）

为了避免重复计算，可以使用动态规划（DP），将已计算的结果保存起来：

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#include <iostream>
using namespace std;
<p>int fib_dp(int n) {
if (n <= 1)
return n;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>int* dp = new int[n + 1];
dp[0] = 0;
dp[1] = 1;

for (int i = 2; i <= n; ++i) {
    dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}

int result = dp[n];
delete[] dp;
return result;

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}

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优化空间版本：注意到每次只依赖前两个值，因此可以进一步优化空间：

int fib_optimized(int n) {
    if (n <= 1)
        return n;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>int a = 0, b = 1, c;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
    c = a + b;
    a = b;
    b = c;
}
return b;

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}

这种方法时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)，非常高效。