问题描述:
一只青蛙要跳上n级台阶,它每次可以跳 1级或者2级。问:青蛙有多少种不同的跳法可以跳完这些台阶?
举个例子:
假设台阶数 n = 3 ,我们来看看青蛙有多少种跳法。
可能的跳法:
1. 跳1级,再跳1级,再跳1级。(1+1+1)
2. 跳1级,再跳2级。(1+2)
3. 跳2级,再跳1级。(2+1)
所以,当 n = 3 时,总共有 3种跳法。
规律是什么?
我们可以发现,青蛙跳到第 \( n \) 级台阶的跳法数,取决于它跳到前两级台阶的跳法数:
1. 如果青蛙最后一步跳 1级,那么它之前一定是从第 n-1 级跳上来的。
2. 如果青蛙最后一步跳 2级,那么它之前一定是从第 n-2 级跳上来的。
递推公式:
f(n) = f(n-1) + f(n-2)
其中:
f(1) = 1 (只有1级台阶,只有一种跳法)
f(2) = 2 (2级台阶,可以跳1+1,或者直接跳2)
具体计算:
我们用一个表格来计算 \( f(n) \) 的值:
台阶数n | 跳法数f(n) | 计算方式 |
1 | 1 | 只有一种跳法:1 |
2 | 2 | 两种跳法:1+1或2 |
3 | 3 | f(2)+f(1)=2+1 |
4 | 5 | f(3)+f(2)=3+2 |
5 | 8 | f(4)+f(2)=5+3 |
... | ... | ... |
代码实现:
用代码来计算f(n)的值:
def jump_ways(n):
if n <= 0:
return 0
elif n == 1:
return 1
elif n == 2:
return 2
# 初始化前两级台阶的跳法数
prev1, prev2 = 1, 2 # f(1) = 1, f(2) = 2
# 从第3级开始计算
for i in range(3, n + 1):
current = prev1 + prev2
prev1, prev2 = prev2, current
return prev2
# 示例
n = 5
print(f"跳上 {n} 级台阶的跳法数:{jump_ways(n)}")
输出:
跳上 5 级台阶的跳法数:8
总结:
跳到第 n 级台阶的跳法数,等于跳到第 n-1 级的跳法数,加上跳到第n-2级的跳法数。
- 这个规律和斐波那契数列是一样的。
- 通过动态规划,我们可以高效地计算出结果。