汽水瓶问题

本文介绍了一个智力题,即如何利用三个空汽水瓶换一瓶汽水的规则,通过递归方法解决小张用10个空瓶最多能换多少瓶汽水的问题,同时给出了C++实现的代码示例。

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每日一道算法题之汽水瓶问题

一、题目描述

有这样一道智力题:“某商店规定:三个空汽水瓶可以换一瓶汽水。小张手上有十个空汽水瓶,她最多可以换多少瓶汽水喝?”答案是5瓶,方法如下:先用9个空瓶子换3瓶汽水,喝掉3瓶满的,喝完以后4个空瓶子,用3个再换一瓶,喝掉这瓶满的,这时候剩2个空瓶子。然后你让老板先借给你一瓶汽水,喝掉这瓶满的,喝完以后用3个空瓶子换一瓶满的还给老板。如果小张手上有n个空汽水瓶,最多可以换多少瓶汽水喝?


C++程序要求输入输出示例如下:

输入:10   输出:5

二、思路

  本题我是采用递归的方法进行解决,首先根据递归的思想找出递归的出口,有两个:

  • 当汽水瓶数少于两个时,此时换不了瓶子,返回 0,结束递归;
  • 当汽水瓶数等于两个时,此时可换 1 瓶,返回 1,结束递归;

  递归函数是:考虑到本轮可以喝 n/3瓶,那么本轮之后的空瓶数就是 n/3 + n % 3。因此递归函数为函数名(n/3+n%3)

三、C++代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;


//汽水瓶 
int bottle(int n){
	
	if(n<2){
		return 0;
	}
	if(n==2){
		return 1;
	}
	
	return n/3+bottle(n/3+n%3);
}

int main(){
	
   int n;
   cin>>n;
   
   int result=bottle(n);
   cout<<result; 
  
} 
### Java 汽水瓶问题实现 以下是基于汽水瓶问题的 Java 实现代码及其解释: #### 问题描述 某商店规定:三个空汽水瓶可以换一瓶汽水。允许向老板借空汽水瓶(但必须归还)。给定初始空瓶数量 `n`,计算最多能喝到多少瓶汽水。 --- #### 算法思路 1. 初始化变量 `totalDrinks` 记录总共喝了多少瓶汽水。 2. 使用循环模拟每次兑换过程: - 当前拥有的空瓶数除以 3 即为可兑换的新汽水数量。 - 更新总饮用量 `totalDrinks` 和当前剩余空瓶数。 3. 如果最后剩下 2 个空瓶,则可以通过借用机制额外获得一瓶汽水并归还[^3]。 4. 输出最终结果。 --- #### Java 实现代码 ```java import java.util.Scanner; public class SodaBottleProblem { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); while (scanner.hasNextInt()) { int n = scanner.nextInt(); if (n == 0) break; System.out.println(maxSoda(n)); } scanner.close(); } public static int maxSoda(int bottles) { int totalDrinks = 0; // 总共喝了多少瓶 while (bottles >= 3) { // 只要空瓶大于等于3就可以继续换 int exchanged = bottles / 3; // 能换几瓶新汽水 totalDrinks += exchanged; // 喝掉这些新汽水 bottles = bottles % 3 + exchanged; // 剩余空瓶加上新喝完的空瓶 } // 处理特殊情况:当剩下的空瓶正好是2时,可以借一瓶来喝 if (bottles == 2) { totalDrinks++; // 额外喝了一瓶 } return totalDrinks; } } ``` --- #### 测试样例 假设输入以下数据: ``` 3 10 9 0 ``` 运行上述代码会得到输出: ``` 1 5 4 ``` **解释**: - 输入 `3`:可以直接换 1 瓶汽水,喝完后无多余空瓶[^1]。 - 输入 `10`:按照逻辑逐步兑换,最终喝了 5 瓶汽水。 - 输入 `9`:通过多次兑换,最终喝了 4 瓶汽水[^4]。 --- #### 关键点分析 1. **核心公式**: 每次兑换后的空瓶数更新为 `(bottles / 3)` 加上 `(bottles % 3)` 的剩余空瓶。 2. **边界条件**: - 初始空瓶少于 3 时无法兑换任何汽水。 - 最终剩 2 个空瓶可通过借款策略增加一次兑换机会。 3. **时间复杂度**: 循环次数取决于初始空瓶的数量,最坏情况下约为 O(log₃n)[^4]。 ---
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