Problem A: 百鸡问题

本文探讨了《张邱建算经》中著名的百鸡问题,通过三重循环算法找到所有可能的购买组合,确保在预算内同时满足购买数量和价格条件。

Problem A: 百鸡问题

分析

看似是个复杂问题,其实就是多次嵌套循环,多次遍历的结果,所以三个变量也就是三个循环。

Description

古代《张邱建算经》中的“百鸡问题”是一道很有名的算题。题目内容是:用100元买100只鸡,大公鸡5元1只,母鸡3元1只,小鸡1元3只。问各能买多少只?

Input

没有输入

Output

输出所有的可能,要求一种可能一行,分别输出三个整数,代表公鸡,母鸡及小鸡的个数,中间用一个空格隔开 输出的时候要求,先输出公鸡数最少的可能,公鸡数如果相同的几种情况,先输出母鸡数最少的情况

Sample Input

Sample Output

0 25 75
4 18 78
8 11 81
12 4 84

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main(){
	int i,j,k;
	for(i=0;i<=100;i++)
	{
		for(j=0;j<=100;j++)
		{
			for(k=0;k<=100;k++)
			{
				if(i*5+j*3+k/3==100&&k%3==0&&i+j+k==100)
				printf("%d %d %d\n",i,j,k);
			}
		}
	}
		
	
	return 0;
}

总结

1、几个变量往往就要几次循环,注意判断条件的逻辑完整性,因为要满足整除的问题,所以不要忘记判断整除条件。
2、注意i,j,k的初始值设置。

<think>嗯,用户想解决“钱买”的问题,需要编程实现并测试正确性。首先,我得回忆这个问题的具体要求。题目是说,用n文钱买n只,公5文一只,母3文一只,小三只1文。现在给定n=100,要找出所有可能的公、母和小的组合。 首先,我需要确认问题的数学表达式。设公数量为i,母为j,小为k。那么必须满足两个条件:i + j + k = n(总数量)和5i + 3j + (k/3) = n(总金额)。不过,k必须是3的倍数,因为小三只一文钱,所以k不能被单独的一只购买,否则会导致小数部分。 接下来,程序需要遍历所有可能的i和j的值,然后计算k。由于公每只5文,最多可以买n/5只,所以i的范围是0到n//5。母每只3文,所以j的范围是0到n//3。k则由n - i - j得到,但需要满足k是3的倍数,并且总金额正确。 不过,用户提到给定A=1,B=2,C=3,X=100,这可能是指不同的价格或参数?这里可能需要确认。原问题中公是5文,母3文,小1文三只,所以可能用户给出的参数是例子中的不同数值,或者可能有误。需要仔细检查用户的问题描述。 根据用户提供的引用内容,原题中的价格是公5文,母3文,小三只1文。而用户的问题中提到的A=1,B=2,C=3,X=100,可能是指不同的设定?例如,可能用户想改变价格参数,比如公1文,母2文,小3文一只?或者可能是输入时的笔误? 如果按照用户给出的参数A=1,B=2,C=3,X=100,可能对应的是公1文,母2文,小3文一只,但这样的话,题目就变成了用100文买100只,价格不同。但这样的话,小的价格更高,可能解的情况不同。但根据用户提供的引用中的代码,原来的价格是5、3、1/3,所以可能存在矛盾。这里需要明确用户的需求。 不过,用户的问题中可能将参数混淆了。例如,原题中的公是5文,母3文,小1文三只,而用户可能想改成其他数值?或者可能用户给出的A、B、C是变量名,对应不同的参数?例如,A是公的价格,B是母的价格,C是小的价格?但原题中的小是三只一文,所以每只小是1/3文,所以如果用变量的话,可能需要调整方程式。 或者,可能用户提到的A、B、C是其他含义,比如问题的编号?需要再仔细看用户的问题描述。 用户的问题描述是:“给定A=1,B=2,C=3,X=100,求解公、母和小的数量”。这可能是指公的价格是A文,母B文,小C文?或者可能A、B、C是其他参数。例如,在引用[3]中提到的问题中,男人、女人、小孩的花费分别是3、2、1先令,而用户的问题可能对应不同的数值,比如A=1,B=2,C=3,X=100。但这样的话,问题可能变成类似于:用X文钱买X人,男人花A文,女人B文,小孩C文。但这样需要明确每个变量代表的含义。 但根据用户的问题,他明确提到“钱买问题,所以可能A、B、C是公、母、小的数量参数,比如每只的价格。但原题中,公5文,母3文,小1文三只,所以小每只1/3文。如果用户给出的A=1,B=2,C=3,可能表示公1文每只,母2文每只,小3文每只,但这样的话,问题就不同了。但这样可能很难满足总金额等于数量,因为价格较高,小3文一只的话,买100只小就需要300文,超过100文。所以这可能不符合实际,所以可能存在用户的输入错误或者参数误解。 或者,可能用户提到的A、B、C是其他变量,比如公、母、小的数量,但需要结合问题来看。用户的问题可能想调整参数,但可能描述有误。例如,原题中的公5文,母3文,小1/3文,用户可能想改为其他参数,比如1、2、3,但需要明确。或者,可能用户引用了其他问题,比如引用[3]中的问题,即男人、女人、小孩的花费是3、2、1先令,但用户可能想用不同的参数,比如A=1,B=2,C=3,X=100。这时候,问题可能变成:男人1先令,女人2先令,小孩3先令,共100人花100先令,求各多少人。但这样小孩的费用更高,可能解的情况不同。 这里可能存在用户的混淆,将不同的问题参数混合在一起了。根据用户的问题,他主要关注的是“钱买”的程序实现,但给出的参数是A=1,B=2,C=3,X=100。但原题中的参数是公5,母3,小1/3。所以可能用户的问题中存在参数错误,或者可能用户想解决类似问题但参数不同。这时候需要进一步确认,但作为回答者,可能需要指出这一点,或者在代码中处理这两种情况。 但根据用户提供的引用中的代码,原题的解法是遍历公和母的数量,然后计算小的数量,并检查总金额是否等于n。例如,原题中的条件是5i + 3j + k/3 = n,同时i + j + k = n。为了避免小数运算,将方程两边乘以3,得到15i +9j +k =3n。而k =n -i -j,所以代入得到15i +9j + (n -i -j) =3n,即14i +8j =2n → 7i +4j =n。这可能是一个优化的方式,减少循环次数。 但用户给出的参数A=1,B=2,C=3,X=100可能对应不同的方程。比如,公价格A=1,母B=2,小C=3只一文?或者小每只C文?这里需要明确。 假设用户的问题中的参数是:公每只A文,母每只B文,小每只C文,总钱数X,总数量X只。则方程应为: i + j + k = X A*i + B*j + C*k = X 但这样的话,如果A=1,B=2,C=3,X=100,那么方程变为: i +j +k =100 i +2j +3k=100 解这个方程组,可能没有解,因为将第一个式子代入第二个式子,得到: i =100 -j -k 代入第二个方程: (100 -j -k) +2j +3k =100 → 100 +j +2k =100 → j +2k=0 → j=0, k=0 → i=100。但这显然不符合,因为如果公100只,花费100*1=100文,数量也是100只,所以唯一解是i=100,j=0,k=0。这可能是一个解,但可能用户的问题中的参数有误。 或者,可能小的价格是3只1文,即每只1/3文。在这种情况下,小的总费用是k/3文。所以方程应为: i +j +k =X A*i +B*j + (k/3)*1 =X 例如,A=5,B=3,X=100时就是原题。如果用户给出的A=1,B=2,C=3(可能指小3只1文),那么方程是: i +j +k =X 1*i +2*j + (k/3)*1 =X 此时,X=100。这种情况下,可能解的情况不同。 但用户的问题中提到“给定A=1,B=2,C=3,X=100”,这可能需要明确每个参数的含义。可能是: A:公的价格(每只) B:母的价格(每只) C:小的价格(每只) 或者,C是小三只的价格? 根据原题的描述,小是三只一文,所以可能用户问题中的C=3表示三只小1文,即每只1/3文。但用户给出的参数可能不同,需要澄清。但用户可能在这里有误,或者可能参数的定义不同。 由于用户的问题可能存在参数定义的混淆,因此作为回答者,可能需要指出这一点,并假设用户是想按照原题的条件(即公5文,母3文,小三只1文)来解决问题,并给出相应的代码,同时测试其正确性。 或者,可能用户想将问题推广到不同的价格参数,比如公A文,母B文,小C文每只,或者三只C文。这时候需要更通用的代码。但用户提供的引用中的代码是针对原题的,所以可能用户希望得到类似的代码,但可能参数有变化。 根据用户的问题描述,他说:“我想获取解决‘钱买问题的程序代码,并测试其正确性。请问如何用编程实现‘钱买问题,给定A=1,B=2,C=3,X=100,求解公、母和小的数量,并验证程序的正确性。”这里的A、B、C可能代表公、母、小的价格,但原题中的价格是公5,母3,小1/3。所以用户可能在这里的参数设置有误,或者可能想解决不同的问题。 如果用户给出的A、B、C是公、母、小的单价,那么问题变为: i + j + k = X(总数量) A*i + B*j + C*k = X(总金额) 但假设C是小的单价,那么当A=1,B=2,C=3,X=100时,方程为: i +j +k =100 i +2j +3k =100 相减得: (i+2j+3k) - (i+j+k) =100-100 → j+2k=0 → j=0,k=0 →i=100。唯一的解是100只公,0母和0小,但可能用户的问题中不允许这种情况,或者这可能是一个合法的解。不过,这可能不符合用户的预期,因为通常问题会要求至少各买一只。所以这说明用户提供的参数可能有误,或者问题设定不同。 因此,可能需要指出参数的问题,并按照原题的条件来编写代码。或者,用户可能将参数顺序搞反了,比如A是小的参数,或者其他方式。因此,需要进一步确认,但作为回答者,可能需要假设用户可能混淆了参数,并按照原题的条件来回答,同时指出参数的问题。 现在,回到用户的问题,他需要程序代码来解决这个问题,并测试正确性。根据引用中的代码,原题的解决方法是使用三重循环,但实际优化为两重循环,因为k = n -i -j。然后检查总金额是否满足。例如,原题中的条件: 5i +3j +k/3 =n → 两边乘以3得15i +9j +k =3n。而k =n -i -j,所以代入得15i +9j + (n -i -j) =3n →14i +8j=2n →7i +4j =n。这可能用来优化循环次数,但代码中直接遍历i和j的可能值,然后计算k,并检查条件。 因此,针对原题的代码结构大致如下: 遍历i从0到n//5: 遍历j从0到 (n -5i)//3 (或者n//3): k =n -i -j if 5i +3j +k/3 ==n 且k%3 ==0: 输出i,j,k 但用户给出的参数可能不同,所以需要调整公式中的系数。 假设用户的问题中的参数是: A=公每只价格 B=母每只价格 C=小三只的价格(即每只C/3文) 则总金额的条件是:A*i + B*j + (C/3)*k =X 同时总数量是i +j +k =X 此时,可以同样进行变形: 将方程两边乘以3,得到3A*i +3B*j +C*k =3X 而k =X -i -j,代入得: 3A*i +3B*j + C*(X -i -j) =3X 整理得:(3A -C)i + (3B -C)j =3X -C*X 这可能用于优化循环次数,但需要具体参数代入。 但用户给出的A=1,B=2,C=3,X=100。此时,小三只的价格是3文,即每只1文。这可能与原题中的小价格相同。那此时,总金额的条件是: 1*i +2*j + (3/3)*k =100 →i +2j +k =100 而总数量是i +j +k =100 相减得: (i+2j +k) - (i +j +k) )=100 -100 →j=0 →所以j必须等于0,此时k=100 -i -0 =100 -i 代入金额条件:i +0 + (100 -i) =100 → 100=100,总是成立。所以对于任何i,只要j=0,k=100-i,i可以从0到100,满足条件。因此,所有的解都是i(0≤i≤100),j=0,k=100-i。这显然有问题,可能用户的参数设置错误,或者存在理解上的偏差。 这说明用户提供的参数A=1,B=2,C=3可能有误,导致问题没有实际意义,因为解的数量过多。因此,可能需要指出参数的问题,并按照原题的条件来编写代码。 或者,用户可能将参数的意义弄反了,比如C表示每只小的价格,而不是三只的价格。在这种情况下,如果C=3,则小每只3文,总金额方程为:1*i +2*j +3*k =100,同时i +j +k=100。此时,解这两个方程: i +j +k=100 → i=100 -j -k 代入金额方程: (100 -j -k) +2j +3k=100 →100 +j +2k=100 →j +2k=0 →j=0,k=0 →i=100。同样只有这一个解。 所以无论哪种情况,用户的参数设置可能导致问题没有实际解或只有trivial解,这说明可能存在参数错误。因此,作为回答者,可能需要指出这一点,并假设用户是想按照原题的条件(公5,母3,小三只1文)来解决问题,并给出相应的代码。 因此,回到原题,编写代码的思路是: 1. 遍历公的可能数量i,从0到n//5。 2. 对于每个i,遍历母的可能数量j,从0到 (n -5i)//3(这里可能可以优化,但原代码中使用n//3)。 3. 计算k =n -i -j。 4. 检查k是否是3的倍数,并且5i +3j +k/3 ==n。 如果满足条件,则输出i,j,k。 根据引用中的代码,使用了将方程乘以3的方法来避免小数运算,即检查15i +9j +k ==3n,同时k =n -i -j。这样,条件变为15i +9j + (n-i-j) ==3n →14i +8j =2n →7i +4j =n。这可能用于优化循环次数,但原代码中直接遍历i和j的可能范围。 因此,针对原题的代码可以按照上述思路编写,比如在Python中: n = 100 found = False for i in range(n//5 +1): for j in range((n -5*i)//3 +1): k = n - i - j if k %3 ==0 and 5*i +3*j +k//3 ==n: print(i, j, k) found = True if not found: print("No solution") 测试用例的话,原题中n=100时,正确的解有多个,比如i=0,j=25,k=75(因为5*0 +3*25 +75/3=0+75+25=100),或者i=4,j=18,k=78(5*4=20,3*18=54,78/3=26,总和20+54+26=100)。 因此,代码需要输出这些解。 用户提到要测试程序的正确性,可能需要用这些测试用例来验证输出是否正确。 但用户的问题中参数设定可能存在错误,因此可能需要指出,并假设原题的条件来编写代码。 综上,用户的真实需求可能还是原题的解决方案,因此给出相应的代码,并测试其正确性。同时指出参数可能存在矛盾,导致解的情况异常。</think>### 编程实现“钱买问题 根据题目描述和引用[1][2],我们需要解决以下数学问题: - 设公、母、小数量分别为$i$,$j$,$k$ - 满足$i + j + k = n$(总数量) - 满足$5i + 3j + \frac{k}{3} = n$(总金额) #### 核心步骤 1. **数学变形**:将方程$5i + 3j + k/3 = n$两边乘以3,得到$15i + 9j + k = 3n$,避免小数运算[^1] 2. **遍历范围**: - 公最多$n//5$只(如$n=100$时最多20只) - 母最多$n//3$只(如$n=100$时最多33只) 3. **条件验证**: - 小数量$k = n - i - j$ - 验证$k$是否为3的倍数且满足变形后的方程 #### Python实现代码 ```python def chicken_problem(n): solutions = [] for i in range(n//5 + 1): # 公遍历范围 for j in range(n//3 + 1): # 母遍历范围 k = n - i - j if k >= 0 and k % 3 == 0: if 5*i + 3*j + k//3 == n: solutions.append((i, j, k)) return solutions if solutions else "No Answer" # 测试n=100的情况 print(chicken_problem(100)) ``` #### 验证程序的正确性 1. **经典解验证**: - $(0,25,75)$: $5×0 +3×25 +75/3 = 0+75+25=100$ - $(4,18,78)$: $5×4 +3×18 +78/3 = 20+54+26=100$[^2] 2. **边界测试**: - $n=1$时无解 - $n=8$时有解$(1,0,7)$(需满足$7\%3=1$,实际无解,说明需修正条件) #### 参数分析 您提到的$A=1$,$B=2$,$C=3$会导致方程变为: $$i + 2j + 3k = 100 \quad \text{且} \quad i + j + k = 100$$ 解得$j + 2k = 0$,只有平凡解$(100,0,0)$,这可能不符合实际需求,建议检查参数设置[^3]。
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