倒水问题
一、问题描述:
有两个容器,容积分别为A升和B升,有无限多的水,现在需要C升水。
我们还有一个足够大的水缸,足够容纳C升水。起初它是空的,我们只能往水缸里倒入水,而不能倒出。
可以进行的操作是:
把一个容器灌满;
把一个容器清空(容器里剩余的水全部倒掉,或者倒入水缸);
用一个容器的水倒入另外一个容器,直到倒出水的容器空或者倒入水的容器满。
问是否能够通过有限次操作,使得水缸最后恰好有C升水。二、分析
一个标准的倒水问题是一个扩展的欧几里得算法。就是看 A*x+B*y=M这个方程有没有x,y的整数解的问题,
定理
对于不完全为 0 的非负整数 a,b,gcd(a,b)表示 a,b 的最大公约数,必然存在整数对 x,y ,使得 gcd(a,b)=ax+by。如果求出最大公约数以后,再用C对这个公约数取模,如果为0表示满足要求,否则就不行。
最大公约数求法:辗转相除法 辗转相减法
三、是否存在倒水方案
简单的说,就是通过辗转相除得到一个公约数,而这个公约数是a和b互相倒水可以倒出来的,再看这个公约数是不是c的约数。
比如3和5,辗转相除以后,最大公约数是1,这个1是这么倒水倒出来的。再看1是不是c的约数,如果是,那就能倒1,倒1,倒1。。。一直倒满c了。再比如4和6,辗转相除以后是2,这样,如果c是一个奇数,就到不满了。。
四、倒水方案
不断用小桶装水倒入大桶,大桶满了立即清空,每次判断下二个桶中水的容量是否等于指定容量