刚刚在贴吧上看到一个很简单的算法小问题,顺便看到了很多人不同的思路。我觉得很有意思,所以也来研究一下。
问题如下:
一筐鸡蛋:
1个1个拿,正好拿完。
2个2个拿,还剩1个。
3个3个拿,正好拿完。
4个4个拿,还剩1个。
5个5个拿,还差1个。
6个6个拿,还剩3个。
7个7个拿,正好拿完。
8个8个拿,还剩1个。
9个9个拿,正好拿完。
问:筐里最少有几个鸡蛋?
题目很简单,我们可以直接用暴力穷举法。这当然是最简单的办法, 下面是这种方法的Kotlin代码。运行之后,得到结果为1449。
fun answer1() {
var n = 0
while (true) {
if (n % 2 == 1 && n % 4 == 1 && n % 5 == 4 && n % 6 == 3 && n % 7 == 0 && n % 8 == 1 && n % 9 == 0) {
break
}
n++
}
println(n)
}
当然暴力穷举虽然简单,但是效率并不是很高,对于这个问题来说,循环运行了1449次。我们可以分析题目特点,简化循环的运行次数。
首先来看看题目,很明显第一句是废话,因为任何正整数都可以被1整除。然后是第二句,这表明这个数是一个奇数。第三句和第九句明显重复,可以被9整除,那么必然也可以被3整除,所以只看第九句就可以了。还有第五句需要注意一下,因为这里是被5除还差1个,所以是还剩4个。我看贴吧里有些人审题不严,导致做了一个错误答案。
经过一番分析,上面的题目就变成了下面这样的。
奇数
能被9整除
除以4余1
除以5余4
除以6余3
能被7整除
除以8余1
注意到7和9互质,所以答案必然是63的倍数,而且还是个奇数,所以是奇数倍。所以我们的代码可以改进一下。代码中的count
用于统计循环次数,这次结果和上次一样,但是循环次数仅为12次,每次要判断的条件也减少了很多。
fun answer2() {
var n = 63
var count = 0
while (true) {
count++
if (n % 4 == 1 && n % 5 == 4 && n % 6 == 3 && n % 8 == 1) {
break
}
n += 63 * 2
}
println("n=$n,count=$count")
}
当然还可以进一步优化。由于这个数除以5余4,可以想到该数的个位数字不是4就是9,但是由于是奇数,那么个位数必然是9,而且这个数是63的倍数。而除以4余1
和除以8余1
这两个条件可以简化为除以8余1
。所以最后代码就变成了这样,循环仅仅循环了3次。
fun answer3() {
var n = 63 * 3
var count = 0
while (true) {
count++
if (n % 8 == 1) {
break
}
n += 630
}
println("n=$n,count=$count")
}
我还看到贴吧上有人说用同余定理算,但是我比较笨,没理解怎么用同余定理来计算。不过以前我倒是遇到过类似的题目,所以最后来介绍一下。
我遇到的题目类似下面这样:
一个数除以2余1,除以3余2,除以4余3,这个数最小是几?
这个问题倒是有一个简便方法,由于余数恰好和除数只差1,所以如果在被除数上加1,那么它就可以同时被2、3、4整除,所以这个数最小应该是2、3、4的最小公倍数再减1,所以应该是23 。
回到我们这道题目来说,由于余数每次都不一样,所以没办法这么做。不过我想了想,能不能通过加一个数,让余数都变得相同。由于我数学不好,也不懂数论这些专业知识,所以直接用代码模拟一下,发现确实可以得到一个数,让答案加上这个数以后,所有余数都相同。这个数是1071,这时候余数都是0 。Kotlin代码如下。
fun cal() {
val numbers = hashMapOf(
2 to 1,
3 to 0,
4 to 1,
5 to 4,
6 to 3,
7 to 0,
8 to 1,
9 to 0)
var n = 0
while (true) {
n++
for (k in numbers.keys) {
val old = numbers[k]
numbers[k] = (old!! + 1) % k
}
val set = numbers.values.toSet()
if (set.size == 1) {
break
}
}
println("这个数是:$n")
}
有了这个数,我们就可以用上面的方法来计算结果了。答案加上1071之后,可以被2-9的所有数整除,所以2-9的最小公倍数再减去1071,就是我们要求的答案。而2-9的最小公倍数也就是5-9的最小公倍数,是2520,再减去前面的1071,正好就是最一开始我们得到的答案1449!
如果大家有更好的思路,也可以告诉我,让我们互相学习,共同进步!