python经典百题之分桃子

题目:海滩上有一堆桃子，五只猴子来分。第一只猴子把这堆桃子平均分为五份，多了一个，这只 猴子把多的一个扔入海中，拿走了一份。第二只猴子把剩下的桃子又平均分成五份，又多了 一个，它同样把多的一个扔入海中，拿走了一份，第三、第四、第五只猴子都是这样做的， 问海滩上原来最少有多少个桃子？

分析:这问题可以通过逆向推导来解决。假设海滩上原来最少有x个桃子，按照题目描述的猴子分桃子过程逆向求解x。

首先，我们知道第五只猴子拿走前的桃子数为：(1 + 桃子数) * 5。然后第四只猴子拿走前的桃子数为：(1 + 桃子数) * 5。以此类推，可以得到第一只猴子拿走前的桃子数为：(1 + 桃子数) * 5。

所以，我们可以反向计算出x，即逆向求解这个问题。

下面实现3种不同的解决方法并进行比较。

方法1: 递归法

解题思路:

1. 定义递归函数peach_count_recursive(n)，表示第n只猴子拿走前的桃子数。
2. 递归公式为：peach_count_recursive(n) = (peach_count_recursive(n+1) * 5) / 4 + 1。
3. 初始条件为：peach_count_recursive(5) = 1。

实现代码:

def peach_count_recursive(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return (peach_count_recursive(n + 1) * 5) // 4 + 1

# 测试
result = peach_count_recursive(1)
print("海滩上原来最少有桃子数:", result)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

优缺点:

• 优点: 代码简洁，易于理解。
• 缺点: 递归可能导致栈溢出，效率较低。

方法2: 迭代法

解题思路:

1. 从第五只猴子开始向前逐步计算每只猴子拿走前的桃子数。
2. 使用循环迭代计算每只猴子拿走前的桃子数。

实现代码:

def peach_count_iterative():
    peach_count = 1
    for i in range(5, 0, -1):
        peach_count = (peach_count + 1) * 5 / 4
    return int(peach_count)

# 测试
result = peach_count_iterative()
print("海滩上原来最少有桃子数:", result)
1
2
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5
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7
8
9

优缺点:

• 优点: 效率较高，不会导致栈溢出。
• 缺点: 略显繁琐，需要使用循环迭代。

方法3: 数学推导法

解题思路:

1. 利用数学推导，直接计算出第一只猴子拿走前的桃子数。
2. 利用题目中给出的分桃规则，倒推得到海滩上原来最少有桃子数。

实现代码:

def peach_count_math():
    peach_count = 1
    for i in range(4, -1, -1):
        peach_count = (peach_count + 1) * 5 / 4
    return int(peach_count)

# 测试
result = peach_count_math()
print("海滩上原来最少有桃子数:", result)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

优缺点:

• 优点: 效率高，直接利用数学推导得到答案。
• 缺点: 需要理解并熟悉题目中的分桃规则，不太直观。

总结和推荐

• 在这个特定问题中，数学推导法是最直接和高效的解决方法，不需要递归和循环迭代。
• 一般情况下，推荐使用数学推导法，因为它效率高、直观清晰。但需要注意理解分桃规则的基础上进行推导。
• 如果需要通用解决方案或者对效率要求不高，递归法也是一种简洁的解决方法。但要注意可能的栈溢出问题。
• 迭代法一般情况下不是最优选择，但在遇到特定问题无法直接用数学推导时可以考虑使用。

综上所述，推荐使用数学推导法作为首选解决方法。