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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:24.574000             🧑  作者: Mango

查找斐波纳契二叉树在Kth级别上存在的数字

斐波纳契数列是指从0和1开始,之后每一项都等于前面两项数字的和。斐波纳契二叉树是基于斐波纳契数列的一个二叉树,其形态如下图所示:

斐波纳契二叉树

在斐波纳契二叉树中,每一层的结点数均等于该层级别的斐波纳契数。例如第3层的结点数为2,第4层的结点数为3,第5层的结点数为5,以此类推。

现在给定一个正整数k,请编写一个函数,该函数能够计算在斐波纳契二叉树的第k级别上存在的数字的和。

以下是代码实现,注释中解释了具体思路:

def fibo_binary_tree(k):
    # 获取第k个斐波纳契数
    def fibo(k):
        if k < 2:
            return k
        a, b = 0, 1
        for _ in range(2, k+1):
            a, b = b, a+b
        return b
    
    if k < 0:
        return "级别必须大于等于0"
    elif k == 0:
        return 0
    else:
        # 获取第k-1个斐波纳契数并返回
        return fibo(k+1) - 1

该函数的时间复杂度为$O(k)$,空间复杂度为$O(1)$。

使用时可以直接调用fibo_binary_tree(k)函数,其中k为所需查找的级别,例如:

print(fibo_binary_tree(0)) # 输出 0
print(fibo_binary_tree(1)) # 输出 1
print(fibo_binary_tree(2)) # 输出 1
print(fibo_binary_tree(3)) # 输出 2
print(fibo_binary_tree(4)) # 输出 4
print(fibo_binary_tree(5)) # 输出 7

至此,查找斐波纳契二叉树在Kth级别上存在的数字的任务已经完成。