泊松分酒
泊松是法国数学家、物理学家和力学家。他一生致力科学事业,成果颇多。
有许多著名的公式定理以他的名字命名,比如概率论中著名的泊松分布。
有一次闲暇时,他提出过一个有趣的问题,后称为:“泊松分酒”。
在我国古代也提出过类似问题,遗憾的是没有进行彻底探索,其中流传较多是:“韩信走马分油”问题。
有3个容器,容量分别为12升,8升,5升。其中12升中装满油,另外两个空着。
要求你只用3个容器操作,最后使得某个容器中正好有6升油。
下面的列表是可能的操作状态记录:
12,0,0
4,8,0
4,3,5
9,3,0
9,0,3
1,8,3
1,6,5
每行3个数据,分别表示12,8,6升容器中的油量
第一行表示初始状态,第二行表示把12升倒入8升容器后的状态,第三行是8升倒入5升,…
当然,同一个题目可能有多种不同的正确操作步骤。
本题目的要求是,请你编写程序,由用户输入:各个容器的容量,开始的状态,
和要求的目标油量,程序则通过计算输出一种实现的步骤(不需要找到所有可能的方法)。
如果没有可能实现,则输出:“不可能”。
例如,用户输入:
12,8,5,12,0,0,6
用户输入的前三个数是容器容量(由大到小),接下来三个数是三个容器开始时的油量配置,
最后一个数是要求得到的油量(放在哪个容器里得到都可以)
则程序可以输出(答案不唯一,只验证操作可行性):
12,0,0
4,8,0
4,3,5
9,3,0
9,0,3
1,8,3
1,6,5
每一行表示一个操作过程中的油量状态。

分酒规则

  1. 大瓶子只能倒入中瓶子
  2. 中瓶子只能倒入小瓶子
  3. 小瓶子只能倒入大瓶子
  4. 小瓶子只有在已经装满的情况下才能倒入大瓶子
  5. 若小瓶子被倒空,则无论中瓶子是否满,应马上从中瓶子倒入小瓶子

分酒问题本质上可转化为不定方程为: B*x - C*y = t;
如上例: B=8,C=5, t =6 x=2,y=2 为其中一解 表示装满 B , C 两容器各两次即可。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Scanner;

public class Main_43 {
    static int count = 0;
    static boolean flag = true;
    //声明一个链式List 可做为一个队列来用,储存分酒的过程。
    static LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();  

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一组数据:(A,B,C,a,b,c,t --> A> B> C)");
        String st = sc.next();

        String[] array = st.split(",");
        int A, B, C, a, b, c, t;
        A = Integer.parseInt(array[0]);
        B = Integer.parseInt(array[1]);
        C = Integer.parseInt(array[2]);
        a = Integer.parseInt(array[3]);
        b = Integer.parseInt(array[4]);
        c = Integer.parseInt(array[5]);
        t = Integer.parseInt(array[6]);

        getCondition(a, b, c, A, B, C, t);

    }
/**
 * 
 * @param a 大桶初始酒量
 * @param b 中桶初始酒量
 * @param c 小桶初始酒量
 * @param A 大桶容量
 * @param B 中桶容量
 * @param C 小桶容量
 * @param t 目标酒量
 */
    public static void getCondition(int a, int b, int c, int A, int B, int C,
            int t) {

        //递归结束条件,假设超过1000次则视为不可能或遇到目标酒量是停止递归。
        if (a == t || b == t || count >= 1000) {
            if (count >= 1000) {
                System.out.println("不可能");
                flag = false;
            }
            return;
        }


        if (c == 0) {   //5.若小桶被倒空,则无论中瓶子是否满,应马上从中瓶子倒入小桶
            if (b >= C) {
                c = C;
                b = b - C;
            } else if (b > 0) {
                c = b;
                b = 0;
            } else {
                b = B;
                a = a - B;
            }
        } else if (c == C) {    //4. 小桶只有在已经装满的情况下才能倒入大桶
            c = 0;
            a = a + C;
        } else {            //其他情况下,让中桶酒倒入小桶。
            if (b == 0) {   
                b = b + B;
                a = a - B;
            } else {
                int n = b + c;
                if (n > C) {
                    c = C;
                    b = n - C;
                } else {
                    b = 0;
                    c = n;
                }
            }
        }
        count++;
        String st = a + "," + b + "," + c;
        list.add(st);
        getCondition(a, b, c, A, B, C, t);
        if (flag)
            System.out.println(list.removeFirst());
    }

}
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