二叉树之瓶盖换酒

瓶盖换酒问题

二叉树问题无处不在,在微信群里面遇到这样有趣的问题:2元钱可以买一瓶瓶酒,一瓶啤酒喝完可以得到1个空瓶和1个瓶盖,4个瓶盖能换一瓶酒,2个空瓶可换一瓶酒,那么问题来了,10元最多可以喝到几瓶瓶酒?

换酒问题

看似简单的问题,你的答案又是多少呢?

接下来我们来分析一下这个问题:

首先,10元不管你怎么换,什么时候换,都是得到最原始的5瓶酒,也就5个空瓶(A)和5个瓶盖(B),即5A5B;

其次,我们简化下交换过程,2个空瓶换一瓶酒也就是得到1空瓶和1瓶盖,本质上就是-1A和+1B操作(简称向左走);4个瓶盖换一瓶酒本质上就是+1A和-3B操作(向右走)。

然后,我们看到,每次换酒无非就是向左走向右走的选择,而且都能多喝了一瓶酒,也就是说,交换次数越多次,喝到的酒越多。

遍历二叉树:

要知道最多能喝多少瓶酒,实际上只要求出最大的交换次数,这个可以通过遍历二叉树取得,这里我们使用先序遍历。

这里我们用java实现算法,新建一个类BinTreeTraverse和内部类Node子节点,根据二叉树的结构每个父节点都保留左右两个子节点,还有交换次数,空瓶子数和瓶盖数,track是交换记录,A表示2个空瓶换一瓶,B表示4个瓶盖换一瓶酒;

子节点

然后我们要进行的是生成这个二叉树关系,通过判断左右节点是否存在,然后递归调用就可以生成关系二叉树,每次生成节点都把最大交换次数和最大交换次数存起来。

二叉树关系生成

最后执行完成我们打印记录的maxNode的最大值和track:

maxTime = 10;

track = AAAABABABA;

我们可以知道,最多可以交换10次,加上原来的5瓶酒,最多可以喝到15瓶酒。

其实我们在creatTree()函数中打印出所有交换次数等于10的结果,你会发现其实又156种喝到15瓶酒的方法。

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