经典算法题 -- 百钱买百鸡
百錢買百雞的問題算是一套非常經典的不定方程的問題,題目很簡單:
公雞5文錢一只,母雞3文錢一只,小雞3只一文錢,用100文錢買一百只雞,其中公雞,母雞,小雞都必須要有。
問:公雞,母雞,小雞要買多少只剛好湊足100文錢。
分析:估計現在小學生都能手工推算這套題,只不過我們用計算機來推算,我們可以設公雞為x,母雞為y,小雞為z,
那么我們可以得出如下的不定方程,
x+y+z=100, ①
5x+3y+z/3=100, ②
①代表100雞和②代表100錢。
下面再看看x,y,z的取值范圍。
由于只有100文錢,則5x<100 => 0<x<20, 同理 0<y<33,那么z=100-x-y,
好,我們已經分析清楚了,下面就可以編碼了。
using System;
using System.Collections.Generic;
public class MyClass
{
public static void Main()
{
//公雞的上線
for (int x = 0; x < 20; x++)
{
//母雞的上線
for (int y = 0; y < 33; y++)
{
//剩余小雞
int z = 100 - x - y;
if ((z % 3 == 0) && (x * 5 + y * 3 + z / 3 == 100))
{
System.Console.WriteLine("公雞:{0}只,母雞:{1}只,小雞:{2}只", x, y, z);
}
}
}
Console.ReadLine();
}
}
結果出來了,確實這道題非常簡單,我們要知道目前的時間復雜度是O(N2),實際應用中這個復雜度是不能讓你接受的,最多最多能讓
人接受的是O(N)。
所以說我們必須要優化一下,從結果中我們可以發現這樣的一個規律:公雞是4的倍數,母雞是7的遞減率,小雞是3的遞增率,規律哪里
來,肯定需要我們推算一下這個不定方程。
x+y+z=100 ①
5x+3y+z/3=100 ②
令②x3-① 可得
7x+4y=100
=>y=25-(7/4)x ③
又因為0<y<100的自然數,則可令
=>x=4k ④
將④代入③可得
=> y=25-7k ⑤
將④⑤代入①可知
=> z=75+3k ⑥
根據上面得出的④⑤⑥ 式子求K的區間,要保證0<x,y,z<100的話,
0<4k<100
0<25-7k<100
0<75+3k<100
滿足上面的三個式子,k的取值范圍只能是1,2,3,下面我們繼續上代碼。
using System;
using System.Collections.Generic;
public class MyClass
{
public static void Main()
{
int x, y, z;
for (int k = 0; k <= 3; k++)
{
x = 4 * k;
y = 25 - 7 * k;
z = 75 + 3 * k;
Console.WriteLine("公雞:{0}只,母雞:{1}只,小雞:{2}只", x, y, z);
}
Console.ReadLine();
}
}
這一次我們做到了O(N)的時間復雜度,很不錯,起碼優化到了我能接受的范圍內,或許我們感覺到了數學的魅力,是的,因為....
數學是科學的皇后。皇上自然就是物理了...
出處:http://www.cnblogs.com/huangxincheng/archive/2012/08/05/2624156.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的经典算法题 -- 百钱买百鸡的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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