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兔子繁殖問題

這是一道某網際網路公司的筆試程式設計題,我覺得很有意思:

獵人把一對兔子嬰兒(一公一母稱為一對)放到一個荒島上,兩年之後,它們生下一對小兔,之後開始每年都會生下一對小兔(這對小兔也是一公一母的)。生下的小兔又會以同樣的方式繼續繁殖。

兔子的壽命都是x(x>=3)年,並且生命的最後一年不繁殖。

如果島上的兔子多於10對,那麼獵人會每年在兔子們完成繁殖或者仙逝之後,從島上帶走兩對最老的兔子。

請問y年(y>=3)後荒島上所有的兔子加起來多少歲?(注意,是在獵人帶走兩對最老的兔子後)

輸入: 從命令列輸入兩行整數,第一行是x,第二行是y。

輸出: y年後荒島上所有的兔子歲數的總和

這個問題其實是有一定的歧義的。比如,兔子剛生出來,是0歲還是1歲?最後算年齡的時候,剛剛到達最大年齡的兔子算不算進去?每過去一年,獵人帶走的“最老的兔子”,到底是剛剛到達最大年齡的兔子,還是y-1歲的兔子?兔子之間會胡亂配對嗎?

在這道題的標準答案中,認為,剛出生的兔子是0歲,並且“兔子一旦到達最大年齡就死掉了”。每年兔子繁衍和死亡結束後,獵人帶走的“最老的兔子”實際上是x-1歲的兔子。並且兔子之間不會胡亂配對,它們只會跟自己的兄弟姐妹配對生小兔子(聽起來好亂......)。

其實這道題有一種非常方便的解題方法,只需O(x)的空間複雜度。

首先建立一個動態陣列a,陣列的元素個數為x,a[i](0<=i<x)表示a[i]歲數的兔子有多少對。初始化陣列元素為全0。

a[0]=1;

之後每一年,

a[i]=a[i-1],i from x-1 to 1;//順序不能搞反,i一定是從x-1到1。這裡表示兔子的年齡長大了一歲。

a[0]=a[2]+a[3]+…+a[x-1];//a[0]是每年剛生出來的兔子

每年結束後,如果a[0]+a[1]+…+a[x-1]>10,獵人帶走兩對最老的兔子,即a[x-1]-=2;

最後計算所有兔子的年齡之和即可。要注意,a[i]表示的是對數,其實有兩隻。

C++程式碼如下:

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

int main() {
	int x, y;
	cin >> x >> y;
	vector<int> rabbits;
	for (int i = 0; i <= x-1; i++) {
		rabbits.push_back(0);
	}
	rabbits[0] = 1;
	int sum = 0;//兔子總數
	for (int i = 1; i <= y; i++) {
		for (int j = x-1; j >= 1; j--) {
			rabbits[j] = rabbits[j - 1];
		}
		rabbits[0] = 0;
		for (int j = 2; j <= x - 1; j++) {
			rabbits[0] += rabbits[j];
		}
		sum = 0;
		for (int j = 0; j <= x-1; j++) {
			sum += rabbits[j];
		}
		if (sum > 10) rabbits[x-1] -= 2;
	}
	int age = 0;
	for (int i = 0; i <= x - 1; i++) {
		age += i*rabbits[i];
	}
	cout << "所有兔子年齡之和:" << 2 * age << endl;
	system("pause");
	return 0;
}