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【中等】水壶问题

【中等】水壶问题

作者: 我知他风雨兼程途径日暮不赏 | 来源:发表于2020-03-21 12:40 被阅读0次

    1. 题目

    有两个容量分别为 x升 和* y*升 的水壶以及无限多的水。请判断能否通过使用这两个水壶,从而可以得到恰好 z升 的水?
    如果可以,最后请用以上水壶中的一或两个来盛放取得的 *z升 *水。
    你允许:

    • 装满任意一个水壶
    • 清空任意一个水壶
    • 从一个水壶向另外一个水壶倒水,直到装满或者倒空
    • 示例 1: (From the famous "Die Hard" example)
      输入: x = 3, y = 5, z = 4
      输出: True
    • 示例 2:
      输入: x = 2, y = 6, z = 5
      输出: False</pre>

    2. 贝祖定理/裴蜀定理

    裴蜀定理(或贝祖定理)得名于法国数学家艾蒂安·裴蜀,说明了对任何整数a、b和它们的最大公约数d,关于未知数x和y的线性不定方程(称为裴蜀等式):若a,b是整数,且gcd(a,b)=d,那么对于任意的整数x,y,ax+by都一定是d的倍数,特别地,一定存在整数x,y,使ax+by=d成立。
    它的一个重要推论是:a,b互质的充要条件是存在整数x,y使ax+by=1.

    3. JAVA代码

    首先要清楚,在题目所给的操作下,两个桶不可能同时有水且不满。因为观察所有题目中的操作,操作的结果都至少有一个桶是空的或者满的;

    其次,对一个不满的桶加水是没有意义的。因为如果另一个桶是空的,那么这个操作的结果等价于直接从初始状态给这个桶加满水;而如果另一个桶是满的,那么这个操作的结果等价于从初始状态分别给两个桶加满;

    再次,把一个不满的桶里面的水倒掉是没有意义的。因为如果另一个桶是空的,那么这个操作的结果等价于回到初始状态;而如果另一个桶是满的,那么这个操作的结果等价于从初始状态直接给另一个桶倒满。
    根据贝祖定理,可以直接得到如下解法:

        /***
         * 求出最大公约数
         */
        public  int gcd(int m, int n) {
            int result = 0;
            while (n != 0) {
                result = m % n;
                m = n;
                n = result;
            }
            return m;
        }
    
    
    
        public boolean canMeasureWater(int x, int y, int z) {
            if(x + y < z){
                return false;
            }
            if(x==0 || y==0){
                return z==0 || x+y ==z;
            }
            return z % gcd(x, y) == 0;
        }
    

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