母牛的故事
Description
有一头母牛,它每年年初生一头小母牛。每头小母牛从第四个年头开始,每年年初也生一头小母牛。请编程实现在第n年的时候,共有多少头母牛?
Input
输入数据由多个测试实例组成,每个测试实例占一行,包括一个整数n(0< n< 55),n的含义如题目中描述。
n=0表示输入数据的结束,不做处理。
Output
对于每个测试实例,输出在第n年的时候母牛的数量。
每个输出占一行。
Sample Input
2
4
5
0
Sample Output
2
4
6
分析
根据题意,先列出前几年的牛头数,试着找找规律:
第n年: |
n=1 |
n=2 |
n=3 |
n=4 |
n=5 |
n=6 |
n=7 |
n=8 |
n=9 |
fn头牛? |
f1=1 |
f2=2 |
f3=3 |
f4=4 |
f5=6 |
f6=9 |
f7=13 |
f8=19 |
f9=28 |
在列出这个序列的过程中,应当能找出规律。
以n=6为例,fn=9头牛可以分解为6+3,其中6是上一年(第5年)的牛,3是新生的牛(因为第3年有3头牛,这3头在第6年各生一头牛)。
我们可以得出这样一个公式:fn=fn-1+fn-3
再理解一下,fn-1是前一年的牛,第n年仍然在,fn-3是前三年那一年的牛,但换句话说也就是第n年具有生育能力的牛,也就是第n年能生下的小牛数。
编程序,求解这个公式就行了。
当然,第1-3年的数目,需要直接给出。
很像斐波那契数列,有不一样之处,道理、方法一样。其实,在编程之前,讲究先用这样的方式建模。
下面给出参考程序:
- //解法1:迭代解法
- #include <iostream>
- using namespace std;
- int main()
- {
- int n,i;
- int f1, f2, f3, fn;
- while(cin>>n&&n!=0)
- {
- //下面求第n年有几头牛
- f1=1;
- f2=2;
- f3=3;
- if(n==1)
- cout<<f1<<endl;
- else if(n==2)
- cout<<f2<<endl;
- else if(n==3)
- cout<<f3<<endl;
- else
- {
- for(i=4; i<=n; i++)
- {
- fn=f3+f1;
- f1=f2; //f1代表前3年
- f2=f3; //f2代表前2年
- f3=fn; //f3代表前1年
- }
- cout<<fn<<endl;
- }
- }
- return 0;
- }
- //解法2:定义递归函数(效率低,不建议用)
- #include <iostream>
- using namespace std;
- int f(int n);
- int main()
- {
- int n;
- while(cin>>n&&n!=0)
- {
- cout<<f(n)<<endl;
- }
- return 0;
- }
- int f(int n)
- {
- if(n<4)
- return n; //第1,2,3年,各为1,2,3头
- else
- return f(n-1)+f(n-3); //第n年为前一年的和前3年的相加
- }
- //解法3:用数组
- #include <iostream>
- using namespace std;
- int main()
- {
- int n,i;
- int f[56]={0,1,2,3};
- for(i=4;i<=55;i++)
- f[i]=f[i-1]+f[i-3];
- while(cin>>n&&n!=0)
- {
- cout<<f[n]<<endl;
- }
- return 0;
- }