Climbing Worm(蜗牛爬井问题,递推)

探讨一只寸虫如何在不断爬升与滑落的过程中,最终成功爬出特定深度的井,通过数学建模的方式计算出所需的具体时间。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Climbing Worm

An inch worm is at the bottom of a well n inches deep. It has enough energy to climb u inches every minute, but then has to rest a minute before climbing again. During the rest, it slips down d inches. The process of climbing and resting then repeats. How long before the worm climbs out of the well? We'll always count a portion of a minute as a whole minute and if the worm just reaches the top of the well at the end of its climbing, we'll assume the worm makes it out.


Input

There will be multiple problem instances. Each line will contain 3 positive integers nu and d. These give the values mentioned in the paragraph above. Furthermore, you may assume d < u and n < 100. A value of n = 0 indicates end of output.


Output

Each input instance should generate a single integer on a line, indicating the number of minutes it takes for the worm to climb out of the well.


Sample Input

10 2 1
20 3 1
0 0 0


Sample Output

17
19

解析:题意是一只蜗牛从井底往上爬,每分钟往上爬u厘米,然后休息一分钟,在休息的时候会往下滑d厘米。问要多少分钟爬出n厘米的井。

注意的是:在最后的一分钟如果刚好跑到井口也算爬出来了。就不会出错了。


#include"stdio.h"
int main()
{
	int n,u,d,i,j,sum;
	while(scanf("%d %d %d",&n,&u,&d)!=EOF)
	{
		sum=0;
		if(n==0&&u==0&&d==0)
		break;
		i=1;
		j=0;
	    while(sum<n)
	    {
    		sum=u+(i-1)*(u-d);
    		i++;
    		j=j+2; 
    	}
    	printf("%d\n",j-1);
	}
	return 0;
}




### 蜗牛算法的实现与解释 蜗牛问题是经典的模拟类问题之一,其核心在于模拟蜗牛每日的行为模式——白天向上升一定高度,夜间向下滑落一定高度。最终目标是判断蜗牛能否成功脱离底,并统计所需的时间。 #### 算法思路 1. **初始条件设定**:定义变量用于跟踪当前累计升的高度 (`currentHeight`) 和经过的天数 (`days`)。 2. **每日行为模拟**: - 白天增加一定的升高度; - 若此时已超过口高度,则停止计算并返回结果; - 晚间扣除相应的下滑高度(注意防止负值)。 3. **终止条件**: - 成功条件:累积升高度达到或超过深; - 失败条件:某日结束后的总高度小于零(可选逻辑,取决于具体题目要求)。 --- #### C++ 实现代码 以下是一个高效的 C++ 版本实现,适用于大规模数据范围的情况: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { double h, u, d, f; // 高、白天上升高度、夜晚下降高度、疲劳因子 cin >> h >> u >> d >> f; double currentClimb = u; // 当前每天的实际升高度 double fatigueFactor = (f / 100) * u; // 每日减少的升量 double totalHeight = 0; // 当前累计升高度 int days = 0; // 统计天数 while (true) { days++; if (currentClimb > 0) { // 只有当天还有正向升能力才执行 totalHeight += currentClimb; } if (totalHeight >= h) { // 判断是否已经到达口 cout << "success on day " << days << endl; break; } totalHeight -= d; // 减去夜间的下滑高度 if (totalHeight < 0) { // 判断是否跌入底以下 cout << "failure on day " << days << endl; break; } currentClimb -= fatigueFactor; // 下一天的升高度减小 if (currentClimb <= 0) { // 如果剩余升高度不足以继续前进则视为失败 cout << "failure on day " << days + 1 << endl; break; } } return 0; } ``` 上述代码实现了完整的蜗牛过程,考虑到了疲劳效应的影响[^1]。 --- #### Python 实现代码 如果更倾向于使用 Python 编程语言,也可以轻松完成该算法的实现: ```python def snail_climbing(h, u, d, f): current_climb = u # 初始化第一天的升高度 fatigue_factor = (f / 100) * u # 计算每日因疲劳减少的升量 total_height = 0 # 当前累计升高度 days = 0 # 已经过去的天数 while True: days += 1 if current_climb > 0: # 只有当仍有有效升时才更新高度 total_height += current_climb if total_height >= h: # 达到或超出口高度即成功 return f"success on day {days}" total_height -= d # 减去晚间下滑部分 if total_height < 0: # 如果低于地面水平线则失败 return f"failure on day {days}" current_climb -= fatigue_factor # 更新次日可用的最大升高度 if current_climb <= 0: # 如果无法再进行任何有效的升也判定为失败 return f"failure on day {days + 1}" # 测试样例 print(snail_climbing(10, 3, 1, 10)) # 自定义测试参数 ``` Python 的语法简洁明了,适合快速验证逻辑正确性[^4]。 --- #### Java 实现代码 针对同样的问题场景,下面给出一种基于 Java 的解决方案: ```java import java.util.Scanner; public class SnailInWell { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("Enter the depth of the well:"); double wellDepth = scanner.nextDouble(); System.out.println("Enter daily climbing height:"); double climbPerDay = scanner.nextDouble(); System.out.println("Enter nightly sliding down height:"); double slideDownNightly = scanner.nextDouble(); int daysCounted = 0; double accumulatedHeight = 0.0; boolean successFlag = false; do { daysCounted++; accumulatedHeight += climbPerDay; if (accumulatedHeight >= wellDepth) { successFlag = true; break; } accumulatedHeight -= slideDownNightly; } while (accumulatedHeight > 0 && !scanner.hasNext("[^\\d+]")); String resultMessage = successFlag ? ("Success after " + daysCounted + " days.") : ("Failure after " + daysCounted + " days."); System.out.println(resultMessage); } } ``` 此版本特别强调交互性和鲁棒性的提升[^3]。 --- ### 总结 不同编程语言下的实现方式虽有所差异,但基本原理一致:通过逐步累加每日净增益直至满足退出标准为止。需要注意的是,在处理极端情况如超大数据集或是特殊边界情形时应当格外小心设计相应防护措施以免溢出等问题发生。
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