一个简单的java小算法

一、问题

    5文钱买一只公鸡，3文钱买一只母鸡，一文钱买三只雏鸡。现在用100文钱买一百只鸡，那么公鸡、母鸡、雏鸡各有多少只？

二、思路

    首先列出一个数学公式，设公鸡、母鸡、雏鸡各有i，j，k只，那么有等式：

    5i+3j+k/3=100

    i+j+k=100;      i,j,k>=0

    很明显，这个问题有多个解。可以使用枚举法，公鸡最多不超过20只，因为要买100只，如果全买公鸡，那么总数达不到要求，最少0只；同理，母鸡最多不超过30只，最少0只；雏鸡，情况比较特殊，虽然可以买到300只左右，但是只要100只鸡。而且要花完100文钱，所以不可能只卖雏鸡。

三、步骤

    1、建立三重for循环

    2、进行条件判断

    3、输出

四、代码

package datastructure;
/**
 * @author wangpeng
 * 
 */
public class Cock_number {
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		for (int i = 0; i < 100 / 5; i++) {
			for (int j = 0; j < 100 / 3; j++) {
				for (int k = 0; k < 100 * 3; k++) {
					if (i + j + k ==100 && i * 5 + j * 3 + j/ 3 == 100) {
						System.out.println("公鸡:" + i + "\t母鸡:"+ j + "\t小鸡:" + k);
					}
				}
			}
		}
	}
}

五、输出

公鸡:0母鸡:25小鸡:75
公鸡:3母鸡:20小鸡:77
公鸡:4母鸡:18小鸡:78
公鸡:7母鸡:13小鸡:80
公鸡:8母鸡:11小鸡:81
公鸡:11母鸡:6小鸡:83
公鸡:12母鸡:4小鸡:84

六、优化

这次我们要求公鸡、母鸡、小鸡都必须有，那么就需要从1开始：

	/*
	 * 所有鸡都有
	 */
	public static void method_2() {
		for (int i = 1; i < 20; i++) {
			for (int j = 1; j < 33; j++) {
				int z = 100 - i - j;
				if (z % 3 == 0 && i * 5 + j * 3 + z / 3 == 100) {
					System.out.println("公鸡:" + i + "\t母鸡:" + j + "\t小鸡:" + j);
				}
			}
		}
	}

输出：

公鸡:4母鸡:18小鸡:78
公鸡:8母鸡:11小鸡:81
公鸡:12母鸡:4小鸡:84

结果出来了，确实这道题非常简单，我们知道目前的时间复杂度是O(N²),但是能不能把它变成为O(N)呢。所以我们可以继续优化一下，从结果中我们可以发现这样的一个规律：公鸡是4的倍数,母鸡是7的递减率，小鸡是3的递增率，规律哪里来，肯定需要我们推算一下这个不定方程。

  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

又因为0<y<100的自然数，则可令

     x=4k                    ④

将④代入③可得

=> y=25-7k               ⑤

将④⑤代入①可知

=> z=75+3k               ⑥

要保证0

	/*
	 * 优化方法
	 */
	public static void method_3() {
		int i,j,z;
	for(int k=1;k<=3;k++){
		 i = 4 * k;
		 j = 25 - 7 * k;
		 z = 75 + 3 * k;
		 System.out.println("公鸡:" + i + "\t母鸡:" + j + "\t小鸡:" + z);
	}
	}

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