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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:25:50.682000             🧑  作者: Mango

寻找最长斐波那契子序列的长度

斐波那契数列是一个无限的数列,其前两个数字为0和1,后续的每个数字都是它前面两个数字的和。数列的前几个数字是:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13...

本题要求的是在给定的数组中寻找最长的子序列,使得该子序列是一个斐波那契数列。

解题思路

令数组长度为n,我们可以枚举每对不同的位置i和j(0<=i < j < n),作为子序列的前两个数。然后,我们可以检查剩余的数字是否满足斐波那契数列的要求。

具体而言,假设i和j是数组中的两个下标,我们可以设当前的斐波那契数列的下一个数字是x+j,如果x+j不存在于数组中,或者在x+j之后的数字不符合斐波那契数列的规则,那么我们就不能将i和j作为斐波那契数列的前两个数字。 如果x+j存在于数组中,我们就可以将其作为斐波那契数列的下一个数字,并继续查找下一个数字。

算法

我们可以使用一个嵌套的循环,枚举每对不同的位置i和j,并使用哈希表等数据结构来查询数字是否在数组中。这里我们采用了一种优化的算法,使用动态规划来计算斐波那契数列。在这个算法中,dp[i][j]表示以位置i和j结尾的最长斐波那契数列的长度,即在数组中选择了位置i和j。

动态规划转移方程如下:

dp[i][j] = dp[k][i] + 1, 如果k存在,使得A[k] + A[i] = A[j]。

这里的k必须小于i,因为我们必须将i作为斐波那契数列的第二个数字。dp[i][j]初始化为2,因为任何两个不同的数字都可以构成一个长度为2的斐波那契数列。

时间复杂度是O(n^2)。

代码实现
def find_length(A):
    n = len(A)
    if n < 3:
        return 0
    dp = [[2] * n for _ in range(n)]
    ans = 2
    for j in range(2, n):
        i = j - 1
        k = i - 1
        while k >= 0:
            if A[k] + A[i] < A[j]:
                k -= 1
            elif A[k] + A[i] > A[j]:
                i -= 1
            else:
                dp[i][j] = dp[k][i] + 1
                ans = max(ans, dp[i][j])
                k -= 1
                i -= 1
    return ans
总结

本题需要使用动态规划来解决,其实现细节是需要注意的,特别是想要优化时间复杂度的情况下。通过使用一个二维数组存储以每对下标为结尾的最长斐波那契子序列的长度,我们可以在O(n^2)的时间复杂度内解决问题。