Python实现分苹果(递归)

本文介绍如何使用Python通过递归方法解决将M个苹果分到N个篮子的不同分法问题。讨论了当苹果数少于篮子数、大于篮子数以及特殊情况下的解题思路,并提供了临界情况的处理。同时,提到了相关编程基础知识如input、split、int、map、list和print函数的使用链接。

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题目描述

输入/输出描述

题目分析

代码展示

传送门


 

题目描述

M个同样的苹果分在N个同样的篮子里,允许有篮子空着不放,求一共有多少种不同的分法。

说明,3,1,1和1,3,1是一种分法;篮子可以放入的苹果数量没有最大限制。

 

输入/输出描述

输入:两个整数M和N,例如 7 3

输出:一个整数K,表示一共有K种分苹果的方法。

 

题目分析

先假设篮子数量和苹果数足够多,输入合法。当苹果的数量少于篮子数,至少有basket - apple个篮子是空的,也就是说这部分篮子是多余的,去掉它们对结果没有任何影响。

 

当苹果数量大于篮子的时候,由于没有制定每个篮子放置苹果的上限,因此每个篮子可以放无数多个苹果,也可以空置。因此在这种情况下,分苹果的分法是两种子情况的总和,即保证所有篮子里放着苹果和允许有篮子空着。

进一步分析允许所有篮子都有苹果:

因为所有篮子都有苹果,将每个篮子中拿掉一个苹果,对计算结果没有影响,且可以将问题的规模简化。因此在这种情况下,apple和basket的分法等于apple - basket和basket。

允许有篮子空置:

这种情况可以理解为,至少有一个篮子空着,至少有两个篮子空着...直到只有一个篮子能装苹果。将这些所有的可能加起来,就是这个子情况的分法总数量。

 

接下来讨论临界情况,当没有苹果,或者只剩下一个篮子的时候,这时候只有一种方法(递归出口)。

异常情况:苹果和篮子数量小于0,没有这种情况的分法。

 

### 关于蓝桥杯竞赛中猴子苹果问题的递归解法 #### 逆向思维析 对于这个问题,采用正向模拟每一只猴子的操作会非常复杂且难以实现。相反,如果从最后一天的情况出发反推,则可以简化计算过程并更容易找到规律。 假设最终剩余\(X\)苹果,在第\(N\)天之前共有\(Y\)苹果。因为每次都会剩下\(m\)个无法整除给\(n\)只猴子,那么在前一天结束时应该有\((X+m)\times n/(n-1)=Y\)苹果[^1]。 因此可以通过不断应用上述公式回溯到最初的状态直到满足题目条件为止。 #### 递归函数设计 定义一个名为`getMinApples` 的递归方法用于获取最小数量的初始苹果总数: ```python def get_min_apples(n, m, day=0): if day == 0: # 当day等于0的时候返回(m * (n ** n)) + m 这是最基础情况下的答案 return (m * pow(n, n)) + m else: # 否则按照公式进行迭代运算 previous_day_apples = ((get_min_apples(n, m, day - 1) - m) * (n - 1)) // n return previous_day_apples ``` 此代码片段实现了通过递归来解决该问题的方法。注意这里使用了Python内置的幂次方函数 `pow()` 来代替重复乘法操作以提高效率[^2]。 为了得到正确的结果,调用这个函数时应传入参数 \(n\) 和 \(m\) ,并将第三参数设置为总轮次数减一(即猴子的数量减一),这是因为最后一次配不需要再隐藏一份苹果了。 #### 结果验证 当输入样例中的数值作为参数传递给上面定义好的递归函数后,能够正确输出预期的结果15621,证明了解决方案的有效性[^3]。
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