ZNAJDŹ INDEKS DANEJ LICZBY FIBONACCIEGO W CZASIE STAŁYM

Dano nam A Liczba Fibonacciego . Kilka pierwszych liczb Fibonacciego to 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 .....
Musimy znaleźć indeks danej liczby Fibonacciego, tj. tak jak liczba Fibonacciego 8 znajduje się w indeksie 6.

Przykłady:

Input : 13  
Output : 7  
Input : 34  
Output : 9

Metoda 1 (prosta) : Prostym podejściem jest znalezienie liczb Fibonacciego aż do podanych liczb Fibonacciego i policzenie liczby wykonanych iteracji.

C++

// A simple C++ program to find index of given // Fibonacci number. #include   int findIndex(int n) {  // if Fibonacci number is less than 2  // its index will be same as number  if (n <= 1)  return n;  int a = 0 b = 1 c = 1;  int res = 1;  // iterate until generated fibonacci number   // is less than given fibonacci number  while (c < n)  {  c = a + b;    // res keeps track of number of generated   // fibonacci number  res++;  a = b;  b = c;  }  return res; } // Driver program to test above function int main() {  int result = findIndex(21);  printf('%dn' result); } // This code is contributed by Saket Kumar

Java

// A simple Java program to find index of  // given Fibonacci number. import java.io.*; class GFG {    static int findIndex(int n)  {    // if Fibonacci number is less   // than 2 its index will be  // same as number  if (n <= 1)  return n;    int a = 0 b = 1 c = 1;  int res = 1;    // iterate until generated fibonacci  // number is less than given   // fibonacci number  while (c < n)  {  c = a + b;    // res keeps track of number of  // generated fibonacci number  res++;  a = b;  b = c;  }    return res;  }    // Driver program to test above function  public static void main (String[] args)   {  int result = findIndex(21);  System.out.println( result);  } } // This code is contributed by anuj_67.

Python3

# A simple Python 3 program to find  # index of given Fibonacci number. def findIndex(n) : # if Fibonacci number is less than 2 # its index will be same as number if (n <= 1) : return n a = 0 b = 1 c = 1 res = 1 # iterate until generated fibonacci number  # is less than given fibonacci number while (c < n) : c = a + b # res keeps track of number of  # generated fibonacci number res = res + 1 a = b b = c return res # Driver program to test above function result = findIndex(21) print(result) # this code is contributed by Nikita Tiwari

// A simple C# program to  // find index of given  // Fibonacci number. using System; class GFG  {  static int findIndex(int n)  {    // if Fibonacci number   // is less than 2 its   // index will be same   // as number  if (n <= 1)  return n;    int a = 0 b = 1 c = 1;  int res = 1;    // iterate until generated   // fibonacci number is less   // than given fibonacci number  while (c < n)  {  c = a + b;    // res keeps track of   // number of generated  // fibonacci number  res++;  a = b;  b = c;  }    return res;  }    // Driver Code  public static void Main ()   {  int result = findIndex(21);  Console.WriteLine(result);  } } // This code is contributed // by anuj_67.

JavaScript

<script> // A simple Javascript program to  // find index of given  // Fibonacci number. function findIndex(n) {    // If Fibonacci number   // is less than 2 its   // index will be same   // as number  if (n <= 1)  return n;    let a = 0 b = 1 c = 1;  let res = 1;    // Iterate until generated   // fibonacci number is less   // than given fibonacci number  while (c < n)  {  c = a + b;    // res keeps track of   // number of generated  // fibonacci number  res++;  a = b;  b = c;  }  return res; } // Driver code let result = findIndex(21); document.write(result); // This code is contributed by decode2207  </script>

PHP

 // A simple PHP program to  // find index of given // Fibonacci number. function findIndex($n) { // if Fibonacci number // is less than 2 // its index will be  // same as number if ($n <= 1) return $n; $a = 0; $b = 1; $c = 1; $res = 1; // iterate until generated  // fibonacci number  // is less than given // fibonacci number while ($c < $n) { $c = $a + $b; // res keeps track of  // number of generated  // fibonacci number $res++; $a = $b; $b = $c; } return $res; } // Driver Code $result = findIndex(21); echo($result); // This code is contributed by Ajit. ?>

Wyjście

Metoda 2 (oparta na formule)
Ale tutaj musieliśmy wygenerować wszystkie liczby Fibonacciego aż do podanej liczby Fibonacciego. Istnieje jednak szybkie rozwiązanie tego problemu. Zobaczmy jak! Należy pamiętać, że obliczenie logu liczby jest operacją O(1) na większości platform.

Liczbę Fibonacciego opisuje się jako
F n = 1 / sqrt(5) (pow(an) - pow(bn)) gdzie
a = 1 / 2 ( 1 + sqrt(5) ) i b = 1 / 2 ( 1 - sqrt(5) )

Pomijając pow(b n), który jest bardzo mały ze względu na dużą wartość n, otrzymujemy
n = okrągły { 2,078087 * log(Fn) + 1,672276 }
Gdzie okrągły oznacza zaokrąglenie do najbliższej liczby całkowitej.

przekształć ciąg na int

Poniżej realizacja powyższego pomysłu.

C++

// C++ program to find index of given Fibonacci // number #include   int findIndex(int n) {  float fibo = 2.078087 * log(n) + 1.672276;  // returning rounded off value of index  return round(fibo); } // Driver program to test above function int main() {  int n = 55;  printf('%dn' findIndex(n)); }

Java

// A simple Java program to find index of given // Fibonacci number public class Fibonacci {  static int findIndex(int n)  {  float fibo = 2.078087F * (float) Math.log(n) + 1.672276F;  // returning rounded off value of index  return Math.round(fibo);  }  public static void main(String[] args)  {  int result = findIndex(55);  System.out.println(result);  } }

Python3

# Python 3 program to find index of given Fibonacci # number import math def findIndex(n) : fibo = 2.078087 * math.log(n) + 1.672276 # returning rounded off value of index return round(fibo) # Driver program to test above function n = 21 print(findIndex(n)) # This code is contributed by Nikita Tiwari.

// A simple C# program to find  // index of given Fibonacci number using System; class Fibonacci { static int findIndex(int n) {  float fibo = 2.078087F * (float) Math.Log(n) +  1.672276F;  // returning rounded off value of index  return (int)(Math.Round(fibo)); }  // Driver code  public static void Main()  {  int result = findIndex(55);  Console.Write(result);  } } // This code is contributed by nitin mittal

JavaScript

<script> // A simple Javascript program to find  // index of given Fibonacci number function findIndex(n) {  var fibo = 2.078087 * parseFloat(Math.log(n)) + 1.672276;    // Returning rounded off value of index  return Math.round(fibo); } // Driver code var result = findIndex(55); document.write(result); // This code is contributed by Ankita saini </script>

PHP

 // PHP program to find index // of given Fibonacci Number function findIndex($n) { $fibo = 2.078087 * log($n) + 1.672276; // returning rounded off // value of index return round($fibo); } // Driver code $n = 55; echo(findIndex($n)); // This code is contributed by Ajit. ?>

Wyjście

Złożoność czasowa : O(1)
Przestrzeń pomocnicza : O(1)

Zbliżać się:

możemy rozwiązać ten problem korzystając ze wzoru na n-tą liczbę Fibonacciego, który jest następujący:

F(n) = (pow((1+sqrt(5))/2 n) - pow((1-sqrt(5))/2 n)) / sqrt(5)

Za pomocą tego wzoru możemy wyprowadzić indeks danej liczby Fibonacciego. Możemy iterować po wartościach n i obliczać odpowiednią liczbę Fibonacciego, korzystając z powyższego wzoru, aż znajdziemy liczbę Fibonacciego, która jest większa lub równa podanej liczbie. W tym momencie możemy zwrócić indeks liczby Fibonacciego pasujący do podanej liczby.

Java len tablicy

Poniżej implementacja powyższego podejścia:

C++

#include    #include  using namespace std; int findIndex(int n) {  double phi = (1 + sqrt(5)) / 2;  int index = round(log(n * sqrt(5) + 0.5) / log(phi));  int fib = round((pow(phi index) - pow(1 - phi index)) / sqrt(5));  if (fib == n)  return index;  else  return -1; // n is not a Fibonacci number } int main() {  int n = 34;  int index = findIndex(n);  cout << 'The index of ' << n << ' is ' << index << endl;  return 0; }

Java

//Java code for the above approach import java.util.*; public class FibonacciIndex {  public static int findIndex(int n) {  double phi = (1 + Math.sqrt(5)) / 2;  int index = (int) Math.round(Math.log(n * Math.sqrt(5) + 0.5) / Math.log(phi));  int fib = (int) Math.round((Math.pow(phi index) - Math.pow(1 - phi index)) / Math.sqrt(5));  if (fib == n)  return index;  else  return -1; // n is not a Fibonacci number  }  public static void main(String[] args) {  int n = 34;  int index = findIndex(n);  System.out.println('The index of ' + n + ' is ' + index);  } }

Python3

import math def find_index(n): phi = (1 + math.sqrt(5)) / 2 index = round(math.log(n * math.sqrt(5) + 0.5) / math.log(phi)) fib = round((math.pow(phi index) - math.pow(1 - phi index)) / math.sqrt(5)) if fib == n: return index else: return -1 # n is not a Fibonacci number def main(): n = 34 index = find_index(n) print(f'The index of {n} is {index}') if __name__ == '__main__': main()

using System; class Program {  // Function to find the index of a number in the Fibonacci sequence  static int FindIndex(int n)  {  double phi = (1 + Math.Sqrt(5)) / 2; // Golden ratio    // Calculate the index using the formula for Fibonacci numbers  int index = (int)Math.Round(Math.Log(n * Math.Sqrt(5) + 0.5) / Math.Log(phi));    // Calculate the Fibonacci number at the found index  int fib = (int)Math.Round((Math.Pow(phi index) - Math.Pow(1 - phi index)) / Math.Sqrt(5));    // Check if the calculated Fibonacci number is equal to n  if (fib == n)  return index;  else  return -1; // n is not a Fibonacci number  }  static void Main()  {  int n = 34;  int index = FindIndex(n);  Console.WriteLine('The index of ' + n + ' is ' + index);  } }

JavaScript

// Function to find the index of a number in the Fibonacci sequence function findIndex(n) {  const phi = (1 + Math.sqrt(5)) / 2;  const index = Math.round(Math.log(n * Math.sqrt(5) + 0.5) / Math.log(phi));  const fib = Math.round((Math.pow(phi index) - Math.pow(1 - phi index)) / Math.sqrt(5));  if (fib === n) {  return index;  } else {  return -1; // n is not a Fibonacci number  } } // Main function to test the findIndex function function main() {  const n = 34;  const index = findIndex(n);  console.log('The index of ' + n + ' is ' + index); } main();

Wyjście

The index of 34 is 9

Złożoność czasowa: O(1), ponieważ obejmuje tylko kilka operacji arytmetycznych.
Złożoność przestrzeni: O(1), ponieważ wykorzystuje tylko stałą ilość pamięci do przechowywania zmiennych.

Współautorem tego artykułu jest Aditya Kumar .

Utwórz quiz

TechCodeview

Znajdź indeks danej liczby Fibonacciego w czasie stałym