終於來到最後一篇了,前面幾篇依序寫了各種不同費氏數列的寫法,包含:遞迴、迭代、矩陣、從矩陣衍生的Fast doubling、以及最後公式解和補充的精確版公式解。
從時間複雜度來看,從矩陣開始都是 $O(\lg n)$(如果我們把公式解內指數運算當作 $O(\lg n)$ 的話),那這三個哪個比較快呢?
這篇文章裡面用 c 比較了 fast doubling 和公式解,發現號稱常數時間複雜度的公式解,反而慢上很多,而且還需要考慮精確度問題。
在第四篇提到費氏數列的公式解會遇到浮點數問題,只能精準算到 122 位。因為浮點數是利用二進位的小數來做儲存,對於非二進位的數字會有誤差。而且其儲存位數有上限,對於無理數的運算,超過一定的大小就會出現精確度問題。
所以這篇就要來簡單使用 Python 內建的 Decimal module 來拉高浮點數運算的精確度。
在第二篇介紹了費氏數列的矩陣解法,不過費氏數列其實是可以直接用公式算出第 n 項的值的,這邊就來介紹並推導一下公式解,順便幫自己複習一下數學 XD
上篇寫到費氏數列的矩陣解法來達成 $O(\lg n)$ 的時間複雜度,實際上可以再做一些變化來簡化計算。如果目標時間複雜度是 $O(\lg n)$,代表我們要能每次直接計算當 n 變成兩倍時的數值。
下面介紹的 Fast Doubling 方法就是這個例子。
在上篇我們討論了費氏數列的各種基本解法。
原本我也以為 O(n) 的迭代解就已經是標準解法了,直到被大神朋友指正:
問費氏數列應該是想聽 $O(\lg n)$ 解法吧?
查了一下還真的有,這篇文章寫得蠻完整的,這篇會參考該篇文章來撰寫,但會用我自己的話以及 Python 寫出來。