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逆斐波那契算法?

algorithm

计算任意n的F(n)的方法有很多种,其中许多具有很大的运行时和内存使用率。

但是,假设我想问相反的问题:

给定n> 2的F(n),n是多​​少?

(因为F(1)= F(2)= 1且没有明确的逆,所以存在n> 2限制)。

解决这个问题的最有效方法是什么?通过枚举斐波纳契数并在达到目标数时停止,可以很容易地在线性时间内做到这一点,但是有什么方法可以比那更快吗?

编辑: 当前,此处发布的最佳解决方案使用O(log n)内存在O(log
n)时间运行,假设数学运算在O(1)中运行并且一个机器字可以在O(1)空间中容纳任何数字。我很好奇是否有可能降低内存需求,因为您可以使用O(1)空间计算斐波那契数。


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2020-07-28

共1个答案

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由于OP询问的矩阵解决方案不涉及任何浮点计算,因此就在这里。O(logn)假设数值运算具有O(1)复杂性,我们可以通过这种方式实现复杂性。

让我们以A具有以下结构的2x2矩阵为例

1 1
1 0

现在考虑vector (8, 5),存储两个连续的斐波那契数。如果将其乘以该矩阵,将得到(8*1 + 5*1, 8*1 + 5*0) = (13, 8)-下一个斐波那契数。
如果我们概括一下A^n * (1, 0) = (f(n), f(n - 1))

实际算法需要两个步骤。

  1. 计算A^2A^4A^8,等等,直到我们传递给需要的号码。
  2. n使用计算的幂进行二进制搜索A

顺便说一句,f(n) = k1*f(n-1) + k2*f(n-2) + k3*f(n-3) + .. + kt*f(n-t)可以像这样显示表格的任何顺序。

2020-07-28