CareerCup Number of ways to take n identical objects out of a bucket

We define C(n) as the number of ways to take n identical objects out of a bucket, where objects may be taken 1, 2, or 3 at a time. 

Example: C(4)=7, because you can take 4 objects in the following 7 ways: 
1,1,1,1 
2,1,1 
1,2,1 
1,1,2 
2,2 
3,1 
1,3 

Write a function for C(n) in the language of your choice.

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It's not hard to see that C(n) has the following recursive definition (similar to the Fibonacci numbers): 
C(0)=1 
C(1)=1 
C(2)=2 
C(n)=C(n-3)+C(n-2)+C(n-1) (if n>2) 

### 问题分析 要实现一个函数 `calculate_modified_harmonic_series(n)`,用于计算修改后的调和级数的和,其中排除分母中包含 `n` 个或更多连续相同数字的项。这个任务需要以下几个关键步骤: 1. **遍历自然数列**:从 $ 1 $ 开始逐个检查每个正整数作为分母。 2. **检测连续数字**:对每个分母,将其转换为字符串,检查是否存在 `n` 或更多个连续相同的数字。 3. **跳过无效项**:如果存在不符合条件的连续数字,则跳过该项;否则,将该项的倒数加入总和。 4. **收敛处理**:由于调和级数是发散的,但其子集可能收敛,因此可以设定一个终止条件(如最大分母)。 --- ### 实现方案 以下是一个完整的 Python 函数实现,用于计算该修改后的调和级数的和: ```python def calculate_modified_harmonic_series(n, max_denominator=100000): """ 计算修改后的调和级数的和,排除分母中包含 n 个或更多连续相同数字的项。 参数: n (int): 连续相同数字的数量阈值 max_denominator (int): 最大分母,默认为 100000 返回: float: 修改后的调和级数的和 """ def has_consecutive_digits(denominator, threshold): s = str(denominator) count = 1 for i in range(1, len(s)): if s[i] == s[i - 1]: count += 1 if count >= threshold: return True else: count = 1 return False total = 0.0 for k in range(1, max_denominator + 1): if not has_consecutive_digits(k, n): total += 1.0 / k return total ``` --- ### 示例使用 ```python # 计算排除包含 3 个或更多连续相同数字的项的调和级数和 result = calculate_modified_harmonic_series(3) print(f"Modified Harmonic Series Sum: {result}") ``` --- ### 性能优化建议 - 如果 `max_denominator` 很大,可以考虑使用生成器或并行处理来提高效率。 - 可以缓存已检查的数字,避免重复计算。 ---
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