以斐波那契数列考验编程语言,Go能领先Python么?

斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、……

即正整数数列,数字逐渐变大,从第三个数开始,当前数是前2个数之和。

Python版斐波那契代码

import time def fibonacci(n: int): if not isinstance(n, int): return "参数必须是整数型!" if n <= 0: return [] elif n == 1: return [0] elif n == 2: return [0, 1] else: result = [0, 1] for i in range(2, n): result.append(result[i - 1] + result[i - 2]) return result if __name__ == "__main__": t1 = time.time() table = (fibonacci(480000)) t2 = time.time() print(t2 - t1)

输出结果如下:

4.69525814056396

注意,47万次斐波那契的数字非常非常大了!在我的电脑上跑49万次会报下面这种错:

进程已结束,退出代码为 137 (interrupted by signal 9: SIGKILL)

Go版斐波那契代码

package main import ( "fmt" "math/big" "time" ) func Fibonacci1(n uint) (res []uint64) { res = make([]uint64, n) switch n { case 0: return case 1: res[0] =0 case 2: res[0] =0 res[1] = 1 default: res[0] = 0 res[1] = 1 for i := uint(2); i < n; i++ { res[i] = res[i-1]+res[i-2] } } return } func main() { t := time.Now() table := Fibonacci(478000) tm := time.Since(t) fmt.Println(tm) fmt.Println(table[len(table)-1]) } 

然后一执行,发现不对头,结果不对!原来是结算结果数字太大,远远超出uint64能表示的最大值了!我晕!!

在python中从来不用担心这一点,在学习go的时候必须得考虑数据会不会越界的问题!!

Go版斐波那契代码(数值不越界)

package main import ( "fmt" "math/big" "time" ) func Fibonacci(n uint) (res []*big.Int) { res = make([]*big.Int, n) switch n { case 0: return case 1: res[0] = big.NewInt(0) case 2: res[0] = big.NewInt(0) res[1] = big.NewInt(1) default: res[0] = big.NewInt(0) res[1] = big.NewInt(1) for i := uint(2); i < n; i++ { t := new(big.Int) res[i] = t.Add(res[i-1], res[i-2]) } } return } func main() { t := time.Now() table := Fibonacci2(470000) tm := time.Since(t) fmt.Println(tm) fmt.Println(table[len(table)-1]) }

输出结果如下:

3.629813036s

跑下来速度和python差不多……

甚至python可以跑48万次,go跑48万次就崩了,提示信息如下:

进程 已完成,退出代码为 137 (interrupted by signal 9: SIGKILL)

这样的代码和python原理是一样的,计算出一条数据动态分配它占用的空间,再将其内存地址保存到数组中,这种情况下并不能发挥出静态语言的优势。

总结

首先,要更加注意数据底层的存储结构,千万不要犯数据越界的错误!

其次,在保存大量计算结果的场景,预申请足够的空间比动态申请空间效率高很多!

请留意下面这两句代码:

res = make([]uint64, n) res = make([]*big.Int, n)

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