递归写法简洁但易栈溢出;需设边界n

递归写法:简洁但容易栈溢出
直接用 fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2) 定义,边界是 n 时返回 n。看似直观,但时间复杂度是指数级 O(2^n),因为重复计算大量子问题。
常见错误现象:fib(50) 就明显卡顿,fib(100) 基本无法在合理时间内返回;调用深度过大还会触发栈溢出(stack overflow)。
实操建议:
- 仅用于教学演示或
n 的极小规模场景 - 加个简单剪枝(如记忆化)就能大幅改善,但那就不是纯递归了
- 别在生产代码里裸写这个版本,尤其不能放在实时或嵌入式环境中
迭代写法:推荐的默认实现
用两个变量 a 和 b 滚动更新,每次算出下一个值后平移窗口。时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1),稳定、高效、无栈风险。
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典型使用场景:需要快速获取第 n 项、批量生成前 N 项、内存受限环境(如单片机)。
注意点:
-
n = 0和n = 1要单独处理,避免循环不执行就返回错误值 - 如果
n很大(比如 > 90),int或long long会溢出,得用unsigned long long或大数库 - 循环起始条件别写成
i = 2; i ,而应是i = 2; i ,否则多算一轮
矩阵快速幂:适合超大 n 的对数解法
利用斐波那契的线性递推可表示为矩阵乘法:[f(n), f(n-1)]^T = [[1,1],[1,0]]^(n-1) * [f(1), f(0)]^T。用快速幂把乘方降到 O(log n) 时间。
适用条件:
-
n达到1e18级别,迭代都嫌慢 - 题目明确要求“模某个数”(如
1e9+7),此时矩阵元素可全程取模 - 你熟悉二进制拆分和矩阵乘法封装
坑点:
- 单位矩阵初始化错(比如设成全 0)会导致结果恒为 0
- 幂次是
n-1而不是n,n=0和n=1必须特判 - 手写 2×2 矩阵乘法时行列顺序写反,结果完全不对
模板类封装:兼顾类型安全与复用性
用 template 包一层迭代逻辑,既能支持 int、long long,也能配合自定义大整数类型使用。比裸函数更健壮。
示例核心片段:
templateT fib(int n) { if (n <= 1) return static_cast (n); T a = 0, b = 1; for (int i = 2; i < n; ++i) { T c = a + b; a = b; b = c; } return b; }
关键细节:
- 强制转换
static_cast防止(n) n是负数或大整数时隐式截断 - 不要用
auto推导a/b类型——它会绑定到参数n的类型,而非模板参数T - 若需支持编译期计算(
constexpr),得改用 constexpr 迭代或特化,普通 for 循环不行
实际项目中,95% 的情况用迭代就够了。矩阵快速幂看着炫,但多数业务场景根本不需要那么大的 n;而递归除了讲原理,基本没有上生产的价值。类型封装倒值得花十分钟写好,以后所有数值类型都能复用。











