狐狸捉兔子問題

2022-09-12 12:18:17 字數 1523 閱讀 8938

圍繞著山頂有10個洞,狐狸想要吃兔子,兔子說:「可以,但必須找到我,我就藏身於這10個洞中,你從10號洞出發,先到1號洞找,第二次隔1個洞找,第三次隔2個洞找,以後如此類推,次數不限。」但狐狸從早到晚進進出出了1000次,仍沒有找到兔子。問兔子究竟藏在哪個洞裡?

(1) 把10個洞編上序號:1,2,3,4,5,6,7,8,9,0

(2) 狐狸從0號洞出發,第1次在1號洞找;第2次隔1個洞,在3號洞找;第3次隔2個洞,在6號洞找;第4次隔3個洞,在0號洞找;第5次隔4個洞口,即在5號洞找;以此類推。

(3) 可見,其實上述問題其實是乙個等差數列求和問題(首項為1,公差為1)。將求和結果對10取餘(求和結果%10),即可得到狐狸每次進去的洞口號。

(4) 如下圖所示,仔細觀察可以發現,如果狐狸連續兩次都進入出發洞口(0號洞),表明接下來進入洞口的順序與之前的順序相同!因此遇到連續兩次都進入出發洞口的情況,即可停止尋找,因為接下來只是重複之前找過的洞口。

(1) 首項為1,公差為1的等差數列求和公式:n*(n+1)/2,n為尋找的次數

(2) 狐狸每次進入的洞口號為:(n*(n+1)/2)%10,對10取餘是因為有10個洞口

(3) 設x為尋找的次數,連續兩次進入都是出發時的洞口(0號洞),可停止尋找。設

holenum為洞口的個數,本例是10

即第x-1次:((x-1)*(x-1+1)/2)%holenum == 0

第x次:(x*(x+1)/2)%holenum == 0

一般的,x = 2*holenum。即如果洞口有10個,則需要找20次,就會在遇到連續兩次進入出發的洞口(本例是第19次和第20次)

特殊的,如果holenum是(2^k +1),則 x = holenum,(k = 0,1,2,3......)。即如果洞口有15個, 則只需找15次,就會遇到連續兩次進入出發時的洞口(第14次和第15次)

(4) 可見,該演算法的時間複雜度與洞口的個數有關,具體的時間複雜度為θ(n)

1 #include 2

#define holenum 1034

void findribbit(int

hole[holenum]);56

intmain()

7; //

10個山洞

9findribbit(hole);

10return0;

11}1213

void findribbit(int

hole[holenum])

1426

28for(i = 0; i < holenum; ++i) //

輸出兔子可能躲藏的洞口

2933 }

the ribbit may be in

2hole

the ribbit may be in4

hole

the ribbit may be in7

hole

the ribbit may be

in9 hole

c語言狐狸捉兔子問題

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