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再帰的なフィボナッチのメモ化

UniverstiyのプログラミングIIクラス用に作成しているプログラムについて、サポートが必要です。問題は、再帰を使用してフィボナッチ数列を計算することです。計算されたフィボナッチ数を配列に格納して、不要な繰り返し計算を停止し、計算時間を短縮する必要があります。

配列と暗記なしでプログラムを動作させることができましたが、今それを実装しようとしていますが、行き詰まっています。構造化の方法がわかりません。私はいくつかの本をグーグルで検索してざっと目を通しましたが、ソリューションを実装する方法を解決するのに役立つものがあまり見つかりませんでした。

import javax.swing.JOptionPane;
public class question2
{
static int count = 0;
static int [] dictionary;

public static void main(String[] args)
{

int answer;
int num = Integer.parseInt(javax.swing.JOptionPane.showInputDialog("Enter n:"));

javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null, 
        "About to calculate fibonacci(" + num + ")");

//giving the array "n" elements
dictionary= new int [num];

if (dictionary.length>=0)
dictionary[0]= 0;

if (dictionary.length>=1)
dictionary[0]= 0;
dictionary[1]= 1;


//method call
answer = fibonacci(num);

//output
JOptionPane.showMessageDialog(null,"Fibonacci("+num+") is "+answer+" (took "+count+" calls)");
}



  static int fibonacci(int n)
  {
count++;

// Only defined for n >= 0
if (n < 0) {
  System.out.println("ERROR: fibonacci sequence not defined for negative numbers.");
  System.exit(1);
}

// Base cases: f(0) is 0, f(1) is 1
// Other cases: f(n) = f(n-1) + f(n-2)/
if (n == 0) 
{
  return dictionary[0];
}

else if (n == 1) 
{
  return dictionary[1];
}

else
return dictionary[n] = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);



}

}

上記は正しくありません。私のfibメソッドの最後が主な問題です。配列の正しい部分に再帰的に数値を追加する方法はわかりません。

javamathrecursionfibonacci
14
Eogcloud

計算済みの数値と現在計算されていない辞書内の計算された数値を区別する必要があります：always数値を再計算します。

if (n == 0) 
{
  // special case because fib(0) is 0
  return dictionary[0];
}
else 
{
  int f = dictionary[n];
  if (f == 0) {
    // number wasn't calculated yet.
    f = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
    dictionary[n] = f;
  }
  return f;
}
20
Joachim Sauer
public static int fib(int n, Map<Integer,Integer> map){

    if(n ==0){
        return 0;
    }

    if(n ==1){
        return 1;
    }

    if(map.containsKey(n)){
        return map.get(n);
    }

    Integer fibForN = fib(n-1,map) + fib(n-2,map);
    map.put(n, fibForN);

    return fibForN; 

}

上記のほとんどのソリューションと同様ですが、代わりにマップを使用します。

7
user3403187

メモ化を使用して最初のnフィボナッチ数を印刷するプログラム。

int[] dictionary; 
// Get Fibonacci with Memoization
public int getFibWithMem(int n) {
    if (dictionary == null) {
        dictionary = new int[n];
    }

    if (dictionary[n - 1] == 0) {
        if (n <= 2) {
            dictionary[n - 1] = n - 1;
        } else {
            dictionary[n - 1] = getFibWithMem(n - 1) + getFibWithMem(n - 2);
        }
    }

    return dictionary[n - 1];
}

public void printFibonacci()
{
    for (int curr : dictionary) {
        System.out.print("F[" + i++ + "]:" + curr + ", ");
    }
}
5
Rohit

私はあなたが実際にあなたの辞書で物事を調べることを忘れていると信じています。

変化する

else
    return dictionary[n] = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);

に

else {
    if (dictionary[n] > 0)
        return dictionary[n];

    return dictionary[n] = fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

そしてそれはうまく機能します（自分でテストした:)

3
aioobe

これが再帰的なフィボナッチメモ化の私の実装です。 BigIntegerとArrayListを使用すると、100番目またはそれ以上の項を計算できます。私は1000番目の用語を試してみましたが、結果は数ミリ秒で返されました。コードは次のとおりです。

    private static List<BigInteger> dict = new ArrayList<BigInteger>();
    public static void printFebonachiRecursion (int num){
    if (num==1){
        printFebonachiRecursion(num-1);
        System.out.printf("Term %d: %d%n",num,1);
        dict.add(BigInteger.ONE);
    }
    else if (num==0){
        System.out.printf("Term %d: %d%n",num,0);
        dict.add(BigInteger.ZERO);
    }
    else {
    printFebonachiRecursion(num-1);
    dict.add(dict.get(num-2).add(dict.get(num-1)));
    System.out.printf("Term %d: %d%n",num,dict.get(num));
    }
}

出力例

printFebonachiRecursion(100);

Term 0: 0
Term 1: 1
Term 2: 1
Term 3: 2
...
Term 98: 135301852344706746049
Term 99: 218922995834555169026
Term 100: 354224848179261915075
3
Jack Ca
int F(int Num){
int i =0;
int* A = NULL;
if(Num > 0)
{
 A = (int*) malloc(Num * sizeof(int));
}
else
 return Num;

for(;i<Num;i++)
 A[i] = -1;

return F_M(Num, &A);


}

int F_M(int Num, int** Ap){
int Num1 = 0;
int Num2 = 0;

if((*Ap)[Num - 1] < 0)
{
  Num1 = F_M(Num - 1, Ap);
  (*Ap)[Num -1] = Num1;
  printf("Num1:%d\n",Num1);
}
else
  Num1 = (*Ap)[Num - 1];

if((*Ap)[Num - 2] < 0)
{
  Num2 = F_M(Num - 2, Ap);
  (*Ap)[Num -2] = Num2;
  printf("Num2:%d\n",Num2);
}
else
  Num2 = (*Ap)[Num - 2];

if(0 == Num || 1 == Num)
{
 (*Ap)[Num] = Num;
 return Num;
}
else{
//  return ((*Ap)[Num - 2] > 0?(*Ap)[Num - 2] = F_M(Num -2, Ap): (*Ap)[Num - 2]  ) +     ((*Ap)[Num - 1] > 0?(*Ap)[Num - 1] = F_M(Num -1, Ap): (*Ap)[Num - 1]  );
  return (Num1 + Num2);
}

}

int main(int argc, char** argv){
int Num = 0;
if(argc>1){
sscanf(argv[1], "%d", &Num);
}

printf("F(%d) = %d", Num, F(Num));

return 0;

}
1
aksinghdce

これは、値の静的配列を使用して再帰的なfibonacci（）メソッドのメモ化にアプローチする別の方法です-

public static long fibArray[]=new long[50];\\Keep it as large as you need

public static long fibonacci(long n){
long fibValue=0;
if(n==0 ){
    return 0;
}else if(n==1){
    return 1;
}else if(fibArray[(int)n]!=0){
    return fibArray[(int)n];    
}
else{
    fibValue=fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);
    fibArray[(int) n]=fibValue;
    return fibValue;
}
}

このメソッドはグローバル（クラスレベル）静的配列fibArray []を使用することに注意してください。説明付きでコード全体を確認するには、以下も参照してください- http://www.javabrahman.com/gen-Java-programs/recursive-fibonacci-in-Java-with-memoization/

1
Frank

これがメモ化の概念を活用する完全なクラスです：

import Java.util.HashMap;
import Java.util.Map;

public class Fibonacci {

    public static Fibonacci getInstance() {
        return new Fibonacci();
    }

    public int fib(int n) {
        HashMap<Integer, Integer> memoizedMap = new HashMap<>();

        memoizedMap.put(0, 0);
        memoizedMap.put(1, 1);

        return fib(n, memoizedMap);
    }

    private int fib(int n, Map<Integer, Integer> map) {
        if (map.containsKey(n))
            return map.get(n);

        int fibFromN = fib(n - 1, map) + fib(n - 2, map);

        // MEMOIZE the computed value
        map.put(n, fibFromN);

        return fibFromN;
    }
}

そのことに注意してください

memoizedMap.put(0, 0);
memoizedMap.put(1, 1);

次のチェックの必要性を排除するために使用されます

if (n == 0) return 0;
if (n == 1) return 1;

各再帰関数呼び出し。

1
AndreyWD
import Java.util.HashMap;
import Java.util.Map;

public class FibonacciSequence {

    public static int fibonacci(int n, Map<Integer, Integer> memo) {
        if (n < 2) {
            return n;
        }
        if (!memo.containsKey(n)) {
            memo.put(n, fibonacci(n - 1, memo) + fibonacci(n - 2, memo));
        }
        return memo.get(n);
    }

    public static int fibonacci(int n, int[] memo) {
        if (n < 2) {
            return n;
        }
        if (memo[n - 1] != 0) {
            return memo[n - 1];
        }
        return memo[n - 1] = fibonacci(n - 1, memo) + fibonacci(n - 2, memo);
    }

    public static void main(String[] s) {
        int n = 10;

        System.out.println("f(n) = " + fibonacci(n, new HashMap<Integer, Integer>()));
        System.out.println("f(n) = " + fibonacci(n, new int[n]));
    }
}
0
Naren

古すぎるかもしれませんが、ここにSwiftの解決策があります

class Recursion {
    func fibonacci(_ input: Int) {
        var dictioner: [Int: Int] = [:]
        dictioner[0] = 0
        dictioner[1] = 1
       print(fibonacciCal(input, dictioner: &dictioner))
    }

    func fibonacciCal(_ input: Int, dictioner: inout [Int: Int]) -> Int {
        if let va = dictioner[input]{
            return va
        } else {
            let firstPart = fibonacciCal(input-1, dictioner: &dictioner)

            let secondPart = fibonacciCal(input-2, dictioner: &dictioner)

            if dictioner[input] == nil {
                dictioner[input] = firstPart+secondPart
            }

            return firstPart+secondPart
        }
    }
}

// 0,1,1,2,3,5,8
class TestRecursion {
    func testRecursion () {
        let t = Recursion()
        t.fibonacci(3)
    }
}
0
Manish Singh