[JAVA 알고리즘]BAEKJOON 1003번 피보나치 함수

다이나믹 프로그래밍을 이용해서 문제를 해결하는 문제

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피보나치 함수

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문제 설명

다음 소스는 N번째 피보나치 수를 구하는 C++ 함수이다.

int fibonacci(int n) {
    if (n == 0) {
        printf("0");
        return 0;
    } else if (n == 1) {
        printf("1");
        return 1;
    } else {
        return fibonacci(n‐1) + fibonacci(n‐2);
    }
}

fibonacci(3)을 호출하면 다음과 같은 일이 일어난다.

• fibonacci(3)은 fibonacci(2)와 fibonacci(1) (첫 번째 호출)을 호출한다.
• fibonacci(2)는 fibonacci(1) (두 번째 호출)과 fibonacci(0)을 호출한다.
• 두 번째 호출한 fibonacci(1)은 1을 출력하고 1을 리턴한다.
• fibonacci(0)은 0을 출력하고, 0을 리턴한다.
• fibonacci(2)는 fibonacci(1)과 fibonacci(0)의 결과를 얻고, 1을 리턴한다.
• 첫 번째 호출한 fibonacci(1)은 1을 출력하고, 1을 리턴한다.
• fibonacci(3)은 fibonacci(2)와 fibonacci(1)의 결과를 얻고, 2를 리턴한다.

1은 2번 출력되고, 0은 1번 출력된다. N이 주어졌을 때, fibonacci(N)을 호출했을 때, 0과 1이 각각 몇 번 출력되는지 구하는 프로그램을 작성하시오.

제한사항

• 없음

입력

첫째 줄에 테스트 케이스의 개수 T가 주어진다.

각 테스트 케이스는 한 줄로 이루어져 있고, N이 주어진다. N은 40보다 작거나 같은 자연수 또는 0이다.

출력

각 테스트 케이스마다 0이 출력되는 횟수와 1이 출력되는 횟수를 공백으로 구분해서 출력한다.

입출력 예

input	return
3 0 1 3	1 0 0 1 1 2
2 6 22	5 8 10946 17711

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나의 문제풀이

import java.io.*;

public class Main {

    static fibonacci[] fibonacci;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        int T = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
        // 주어진 N의 최대 크기에 맞게 배열 선언
        fibonacci = new fibonacci[41];
        for (int i = 0; i < 41; i++) {
            fibonacci[i] = new fibonacci(0, 0);
        }

        // 입력값을 반복
        for (int i = 0; i < T; i++) {
            int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
            fibonacci(N);
            bufferedWriter.write(fibonacci[N].zero + " " + fibonacci[N].one + "\n");
        }
        bufferedReader.close();

        bufferedWriter.flush();
        bufferedWriter.close();
    }


    public static void fibonacci(int target) {
        fibonacci[0].zero = 1;
        fibonacci[1].one = 1;

        for (int i = 2; i <= target; i++) {
            fibonacci[i].zero = fibonacci[i-1].zero + fibonacci[i-2].zero;
            fibonacci[i].one = fibonacci[i-1].one + fibonacci[i-2].one;
        }
    }
}

class fibonacci {
    int zero;
    int one;

    public fibonacci(int zero, int one) {
        this.zero = zero;
        this.one = one;
    }
}

• 피보나치수열에 호출되는 0과 1을 체크하기 위한 피보나치 클래스 생성
• 클래스 내 모든 함수에서 사용하기 위해 피보나치 클래스 배열을 전역 변수로 선언
• 문제에서 주어진 피보나치수열의 크기 40에 맞게 배열을 생성해 초기화
• 주어진 입력값을 상향식 방식을 사용해 계산해 입력

다이나믹 프로그래밍 알고리즘의 사용하는 대표적인 문제인 피보나치수열 문제로 기본적인 타뷸레이션 방식을 응용을 해서 문제를 풀었다. 하지만 다른 사람들의 풀이를 보고 문제점을 찾을 수 있었다. 여러 문제를 풀면서 클래스를 만들어서 풀었을 경우 쉽게 풀렸던 경우를 생각해 이번에도 클래스를 활용해서 문제를 풀게 되었는데, 이 문제는 굳이 클래스와 함수를 생성 안 하더라도 그냥 이차배열과 for문만 사용을 하더라도 쉽고 빠른 처리속도로 문제를 풀 수 있었다. 어려웠던 문제를 생각해 계속 한쪽 방향으로만 고정적으로 생각을 하게 되어 비슷한 경우 동일하게 대입해서 풀려고 생각해 유연한 사고를 하지 못했다는 걸 알게 되었다. 이를 막고자 기본적인 방법들부터 다양하게 생각을 해보면서 알아가야겠다고 다시 생각을 해보고 방식 또한 타뷸레이션 방식을 대부분 사용하고 있어 메모이제이션 방식등 다양한 방식으로 문제를 풀어가며 하나의 문제를 좀 여러 방식으로 풀어봐야겠다.

추가 문제 풀이 - 메모이제이션 방식

import java.io.*;

public class Main {

    static int[][] fibonacci = new int[41][2];
    static boolean[] visited = new boolean[41];

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        int T = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());

        fibonacci[0][0] = 1;
        fibonacci[1][1] = 1;
        visited[0] = true;
        visited[1] = true;

        // 입력값을 반복
        for (int i = 0; i < T; i++) {
            int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
            fibonacci(N);
            bufferedWriter.write(fibonacci[N][0] + " " + fibonacci[N][1] + "\n");
        }
        bufferedReader.close();

        bufferedWriter.flush();
        bufferedWriter.close();
    }

    public static void fibonacci(int target) {

        if (visited[target]) {
            return;
        }

        fibonacci(target - 1);
        fibonacci(target - 2);
        visited[target] = true;
        fibonacci[target][0] = fibonacci[target-1][0] + fibonacci[target-2][0];
        fibonacci[target][1] = fibonacci[target-1][1] + fibonacci[target-2][1];
    }
}

 

 

 

문제 출처 - https://www.acmicpc.net/problem/1003