百钱买百鸡问题的C语言代码(附带解析)
百钱买百鸡是一个经典的数学问题,也是编程初学者常见的练习题。这个问题描述如下:有 100 元钱,想买 100 只鸡,公鸡 5 元一只,母鸡 3 元一只,小鸡 1 元三只。问如何买可以刚好用完 100 元买 100 只鸡?
要解决这个问题,我们需要使用穷举法(也称为暴力破解法)。这种方法虽然简单,但在处理小规模问题时非常有效。我们将遍历所有可能的组合,然后检查哪些组合满足条件。
在开始编写代码之前,让我们先分析一下问题的约束条件:
- 总金额为 100 元
- 总鸡数为 100 只
- 公鸡价格为 5 元/只
- 母鸡价格为 3 元/只
- 小鸡价格为 1/3 元/只(即 3 只 1 元)
我们可以用三个变量 x、y、z 分别表示公鸡、母鸡和小鸡的数量。根据题目条件,我们可以得到两个等式:
x + y + z = 100(总鸡数) 5x + 3y + z/3 = 100(总金额)
由于鸡的数量必须是整数,我们可以确定 x、y 的取值范围:x 最多为 20(因为 20 * 5 = 100),y 最多为 33(因为 33 * 3 = 99,再多就超过 100 元了)。z 的值可以由 100 - x - y 得出。
现在,让我们来看看如何用C语言实现这个解决方案:
#include <stdio.h> int main() { int x, y, z; int solutions = 0; for (x = 0; x <= 20; x++) { for (y = 0; y <= 33; y++) { z = 100 - x - y; if (z % 3 == 0 && 5*x + 3*y + z/3 == 100) { printf("公鸡:%d 只,母鸡:%d 只,小鸡:%d 只\n", x, y, z); solutions++; } } } printf("总共有 %d 种解法。\n", solutions); return 0; }
这段代码使用两个嵌套的 for 循环来遍历所有可能的公鸡和母鸡的数量组合。对于每种组合,我们计算出小鸡的数量,然后检查是否满足所有条件。如果满足条件,我们就打印出这个解并增加解的计数。
让我们来解释一下代码中的关键部分:
-
外层循环
for (x = 0; x <= 20; x++)
遍历公鸡的可能数量,从 0 到 20。 -
内层循环
for (y = 0; y <= 33; y++)
遍历母鸡的可能数量,从 0 到 33。 -
z = 100 - x - y;
计算小鸡的数量,确保总数为 100。 -
if (z % 3 == 0 && 5*x + 3*y + z/3 == 100)
检查是否满足两个条件:小鸡数量能被 3 整除(因为 3 只 1 元),以及总金额是否为 100 元。 - 如果条件满足,打印出这个解并增加解的计数。
运行这段代码,我们会得到以下输出结果:
公鸡:0 只,母鸡:25 只,小鸡:75 只 公鸡:4 只,母鸡:18 只,小鸡:78 只 公鸡:8 只,母鸡:11 只,小鸡:81 只 公鸡:12 只,母鸡:4 只,小鸡:84 只 总共有 4 种解法。
这个程序成功地找到了所有可能的解法,并且打印出了每种解法的具体组合。通过这个例子,我们不仅解决了百钱买百鸡的问题,还学习了如何使用C语言嵌套循环和条件语句来解决复杂的数学问题。
这种穷举法虽然在这个问题中效果很好,但对于更大规模或更复杂的问题可能会变得效率低下。在实际编程中,我们通常需要根据问题的特性选择更高效的算法和数据结构。不过,对于初学者来说,理解和实现这种直观的解决方案是一个很好的起点,可以帮助培养问题分析和代码实现的能力。