昆虫繁殖

Problem Description

科学家在热带森林中发现了一种特殊的昆虫,这种昆虫的繁殖能力很强。每对成虫过x个月产y对卵,每对卵要过两个月长成成虫。假设每个成虫不死,第一个月只有一对成虫,且卵长成成虫后的第一个月不产卵(过x个月产卵),问过了z个月以后,共有成虫多少对?0<=x<=20,1<=y<=20,x<=z<=50。

Input

输入有多组数据,每组数据为x、y、z的数值。

Output

对于每组数据输出过了z个月后共有成虫对数。

Sample Input

1 2 8

Sample Output

37

# include<cstdio>
# include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    //freopen("a.txt","r",stdin);
    int x,y,z;
    while(cin>>x>>y>>z)
    {
        int i;__int64 a[55]={0},b[55]={0};         //a数组用来储存成虫数,b数组用来储存当月产卵数;
        for(i=1;i<=x;i++)
        {
            a[i]=1;             
            b[i]=0;                                //成虫前x月不产卵;
        }
        for(i=x+1;i<=z+1;i++)
        {
            b[i]=a[i-x]*y;                        //产卵数等于上月成虫数*y;
            a[i]=a[i-1]+b[i-2];                   //成虫数等于上月成虫数+第i-2月产卵数;
        }
        cout<<a[z+1]<<endl;
    }
    return 0;
}


### 昆虫繁殖算法时间复杂度分析 昆虫繁殖问题的核心在于通过递推关系来模拟每个月成虫和卵的变化情况。其核心递推公式为: \[ f[x] = f[x-1] + s[x-2] \] 其中 \( f[x] \) 表示第 \( x \) 个月的成虫数量,\( s[x] \) 表示第 \( x \) 个月新增的卵数量。 #### 时间复杂度分析 该算法的主要操作是对数组 \( f[] \) 和 \( s[] \) 进行迭代填充。以下是具体的时间复杂度分析: 1. **初始化阶段** 初始化部分仅需设置初始条件 \( f[1] = 1 \),这部分的操作次数固定,属于常数级时间复杂度 \( O(1) \)[^4]。 2. **循环阶段** 主体逻辑是一个单一的 `for` 循环,范围是从 \( i=2 \) 到 \( z+1 \)(共 \( z \) 次迭代)。每次迭代执行以下操作: - 更新当前月的成虫数量:\( f[i] = f[i-1] + s[i-2] \) - 如果满足条件 \( i >= x \),则计算当月新增卵的数量:\( s[i] = f[i-x] * y \) 上述两个操作均为简单算术运算,时间复杂度为 \( O(1) \)。由于外层循环运行了 \( z \) 次,因此这一阶段的整体时间复杂度为 \( O(z) \)[^4]。 3. **输出阶段** 输出最终结果 \( f[z+1] \) 是一个简单的访问操作,时间复杂度为 \( O(1) \)[^4]。 综上所述,整个算法的时间复杂度由主要的循环决定,即 \( O(z) \)。 --- ### 空间复杂度分析 除了输入变量 \( x, y, z \) 外,还需要维护两个一维数组 \( f[] \) 和 \( s[] \),长度分别为 \( z+1 \)。因此,空间复杂度为 \( O(z) \)[^4]。 --- ### 示例代码实现 以下是基于 C++ 实现的昆虫繁殖问题代码及其注释说明: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int x, y, z; // 输入参数定义 cin >> x >> y >> z; long int f[55], s[55]; // 定义存储成虫和卵数量的数组 // 初始化第一个月的成虫数量 f[1] = 1; for (int i = 2; i <= z + 1; ++i) { // 计算当前月的成虫总数 f[i] = f[i - 1] + ((i - 2 > 0) ? s[i - 2] : 0); // 当前月是否达到产卵周期 if (i >= x) { s[i] = f[i - x] * y; // 新增卵数量等于之前某月成虫数量乘以系数 y } } cout << f[z + 1] << endl; // 输出最终成虫数量 return 0; } ``` 此代码实现了昆虫繁殖问题的解决方案,并严格遵循上述时间和空间复杂度的要求。 ---
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