14、数据结构与算法实战:母牛的故事

Description
有一对夫妇买了一头母牛,它从第2年起每年年初生一头小母牛。每头小母牛从第四个年头开始,每年年初也生一头小母牛。请编程实现在第n年的时候,共有多少头母牛?

Input
输入数据由多个测试实例组成,每个测试实例占一行,包括一个整数n(0< n< 55),n的含义如题目中描述。 n=0表示输入数据的结束,不做处理。

Output
对于每个测试实例,输出在第n年的时候母牛的数量。 每个输出占一行。

Sample Input
2
4
5
0

Sample Output
2
4
6

参考程序

#include <stdio.h>
#define LEN 55 

struct CowAmount 
{
   
     
	long long cow_old; 
	long long cow_0;
	long long cow_1;
	long long cow_2;
};

struct CowAmount Cow[LEN+5];

int main()
{
   
     
	int n,i;
	while(1)
	{
   
     
		scanf("%lld",&n);
		if(n==0)
		{
   
     
			break;
		}
		else
		{
   
     
			Cow[1].cow_0=0,Cow[1].cow_1=0,Cow[1].cow_2=0,Cow[1].cow_old=1;
			for(i=2;i<=n;i++)
			{
   
     
				Cow[i].cow_old=Cow[i-1].cow_old+Cow[i-1].cow_2;
				Cow[i].cow_0=Cow[i].cow_old;
				Cow[i].cow_2=Cow[i-1].cow_1;
				Cow[i].cow_1=Cow[i-1].cow_0;
			}
			printf("%lld\n",Cow[n].cow_0+Cow[n].cow_1+Cow[n].cow_2+Cow[n].cow_old);
		}
	}
	return 0;
}

分析
每年的母牛数计算公式=0岁(新生)母牛+1岁母牛+2岁母牛+老母牛。因而数据结构为结构体数组,每一项有以上4个成员构成,表示四个不同年龄的母牛。第1年:只有一只老牛,其余年龄的牛数均为0;以后的第n年:①第n年的老牛数=上一年的老牛数+上一年的2岁牛(上一年的2岁牛从出生到这一年为止,一共经历了四个年头);②第n年的0岁(新生)母牛数=第n年的老牛数;③第n年的1岁母牛数=上一年的0岁(新生)母牛数;④第n年的2岁母牛数=上一年的1岁(新生)母牛数。从而得出递推关系,将所有年龄的牛加总得到结果。

列举几项的结果,直接观察数列的规律,可以发现f(x)=f(x-1)+f(x-3);

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