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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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