兔群繁殖之谜-题目讲解

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题目解析

小 R 观察的兔子繁殖模式可以用斐波那契数列来描述。根据题目描述,兔子的繁殖规律如下:

  • 初始状态:第 0 个月有 1 对新生小兔子。
  • 第 1 个月:这对小兔子长大为成年兔子,仍然只有 1 对。
  • 第 2 个月:成年兔子繁殖出 1 对新生兔子,总共 2 对兔子。
  • 第 3 个月:成年兔子繁殖出 1 对新生兔子,总共 3 对兔子(1 对成年 + 2 对新生)。
  • 第 4 个月:2 对成年兔子繁殖出 1 对新生兔子,总共 5 对兔子。

从第 3 个月开始,兔子的总对数可以用以下公式表示:

  • F(n) = F(n-1) + F(n-2)

1. 初始化:定义初始兔子对数。 2. 迭代计算:使用循环计算每个月的兔子对数,直到达到给定的月份 A。 3. 返回结果:输出第 A 个月末的兔子对数。

图解

假设我们观察的月份 A 为 5,兔子的繁殖情况如下:

  • 第 0 个月:1 对新生兔子
  • 第 1 个月:1 对成年兔子
  • 第 2 个月:1 对成年兔子 + 1 对新生兔子 = 2 对兔子
  • 第 3 个月:1 对成年兔子 + 2 对新生兔子 = 3 对兔子
  • 第 4 个月:2 对成年兔子 + 3 对新生兔子 = 5 对兔子
  • 第 5 个月:3 对成年兔子 + 5 对新生兔子 = 8 对兔子

代码详解

1.方法定义,特殊情况处理

 public static long solution(int A) {
  // 特殊情况处理
        if (A == 0) return 1; // 第0个月
        if (A == 1) return 1; // 第1个月
  • public static long solution(int A):定义一个静态方法,接受一个整数 A,返回第 A 个月末的兔子对数
  • 如果 A 为 0 或 1,直接返回 1,因为这两个月的兔子对数都是 1。

2.数组初始化

long[] rabbits = new long[A + 1];
        rabbits[0] = 1; // 第0个月
        rabbits[1] = 1; // 第1个月
  • long[] rabbits = new long[A + 1]:创建一个数组来存储每个月的兔子对数。
  • rabbits[0] = 1 和 rabbits[1] = 1:初始化第 0 个月和第 1 个月的兔子对数

3.迭代计算,返回

 // 迭代计算每个月的兔子对数
        for (int i = 2; i <= A; i++) {
            rabbits[i] = rabbits[i - 1] + rabbits[i - 2];
        }

        return rabbits[A];
  • 使用 for 循环从第 2 个月开始计算兔子对数,直到第 A 个月。
  • rabbits[i] = rabbits[i - 1] + rabbits[i - 2]:根据斐波那契数列的公式计算当前月份的兔子对数

个人思考与分析

这个问题的关键在于理解兔子的繁殖规律,并将其转化为数学模型。使用斐波那契数列的方式有效地解决了问题,避免了重复计算,提高了效率。在实际应用中,这种递归关系的建模方法非常常见。通过这种方式,我们可以更好地理解和预测系统的行为。此外,使用动态规划的思想来解决问题,不仅提高了计算效率,还使得代码更加简洁易懂。对于类似的递归问题,掌握这种方法将大大提高解决问题的能力。