Fibonacci数列的递推公式为:Fn=Fn-1+Fn-2其中F1=F2=1。当n比较大时,Fn也非常大,现在我们想知道,Fn除去10007的余数是多少。 输入: 输入包含一个整数 n,表示要求的 Fibonacci 数列的项数。 输出: 输出一行,包含一个整数,表示 Fn除去10007的余数。
时间: 2025-06-11 08:55:14 浏览: 10
<think>嗯,用户的问题是关于如何高效计算大规模Fibonacci数列的第n项并对10007取余。首先,我需要回忆一下Fibonacci数列的基本定义和常见的计算方法。根据引用[2],Fibonacci数列的递推公式是$F_n = F_{n-1} + F_{n-2}$,初始条件是$F_1 = F_2 = 1$。当n很大时,比如达到1,000,000,直接递归计算显然不行,因为递归的时间复杂度是指数级的,效率极低,如引用[1]中的例子所示,递归实现会导致大量的重复计算。
接下来,用户提到要对结果取余10007。引用[3]和[4]指出,应该在计算过程中每一步都进行取余,这样可以防止数值过大导致溢出,同时也能减少计算量。引用[4]中的Java代码就采用了动态规划的方法,每一步计算都取余,存储中间结果,这样空间复杂度是O(n),对于n到百万级别来说,可能需要较大的内存,不过现代计算机应该可以处理。
然后,引用[5]中的Python代码使用了滚动数组的方法,只保留最近的两个值,这样空间复杂度可以降低到O(1)。这可能更高效,特别是当n非常大的时候。比如,用三个变量来循环更新,每次只保留前两项的值,这样不管n多大,都只需要常数空间。
不过,用户的需求是处理大规模数据,所以需要考虑时间复杂度和空间复杂度。动态规划的方法时间复杂度是O(n),空间复杂度如果不用滚动数组的话是O(n),但用滚动数组可以优化到O(1)。这应该是比较理想的方法了。
另外,有没有更高效的方法呢?比如矩阵快速幂或者快速递推法,这些方法可以将时间复杂度降到O(log n)。不过对于n到百万级别来说,O(n)的方法可能已经足够快,而且实现起来更简单。不过如果n更大的话,比如到1e18,就需要考虑O(log n)的方法了。但根据题目中的数据规模约定,n最大是1,000,000,所以O(n)的方法应该是可以接受的。
所以,综合来看,最优的解决方案应该是使用动态规划配合滚动数组,每一步计算都取余,这样既节省时间又节省空间。此外,需要注意Python中列表索引的处理,如引用[5]中的代码使用了一个长度为3的数组来循环存储,这样可以进一步优化空间。
最后,还要考虑代码实现的简洁性和可读性。用户提供的Python代码示例已经展示了如何用滚动数组来实现,这可能是一个很好的参考。因此,最终的算法应该是迭代法,每次计算前两个数的和,然后取余,循环直到第n项。</think>为了高效计算大规模Fibonacci数列第n项对10007取余的结果,需要采用动态规划+滚动数组的优化方法。以下是逐步解决方案:
### 方法原理
1. **动态规划+模运算性质**
Fibonacci数列满足$F_n = (F_{n-1} + F_{n-2}) \mod 10007$,利用模运算的分配律$(a + b) \mod m = [(a \mod m) + (b \mod m)] \mod m$,可以保证数值始终在合理范围内[^2][^3]。
2. **滚动数组优化**
只需存储前两个值即可完成递推计算,将空间复杂度从$O(n)$优化到$O(1)$[^4][^5]。
### 实现代码(Python)
```python
n = int(input())
if n == 1 or n == 2:
print(1)
else:
a, b = 1, 1
for _ in range(3, n + 1):
a, b = b, (a + b) % 10007
print(b)
```
### 算法分析
1. **时间复杂度**
$O(n)$,仅需进行n-2次循环迭代
2. **空间复杂度**
$O(1)$,仅用两个变量存储中间结果
3. **优化效果**
- 处理n=1,000,000时,内存占用可忽略不计
- 计算时间在普通计算机上约0
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