Code02_Cola.java

package class02;

public class Code02_Cola {
	/*
	 * 买饮料 时间限制： 3000MS 内存限制： 589824KB 题目描述：
	 * 游游今年就要毕业了，和同学们在携程上定制了日本毕业旅行。愉快的一天行程结束后大家回到了酒店房间，这时候同学们都很口渴，
	 * 石头剪刀布选出游游去楼下的自动贩卖机给大家买可乐。 贩卖机只支持硬币支付，且收退都只支持10 ，50，100
	 * 三种面额。一次购买行为只能出一瓶可乐，且每次购买后总是找零最小枚数的硬币。（例如投入100圆，可乐30圆，则找零50圆一枚，10圆两枚）
	 * 游游需要购买的可乐数量是 m，其中手头拥有的 10,50,100 面额硬币的枚数分别是 a,b,c，可乐的价格是x(x是10的倍数)。
	 * 如果游游优先使用大面额购买且钱是够的情况下,请计算出需要投入硬币次数？ 输入描述 依次输入， 需要可乐的数量为 m 10元的张数为 a 50元的张数为 b
	 * 100元的张树为 c 1瓶可乐的价格为 x 输出描述 输出当前金额下需要投入硬币的次数
	 * 例如需要购买2瓶可乐，每瓶可乐250圆，手里有100圆3枚，50圆4枚，10圆1枚。 购买第1瓶投递100圆3枚，找50圆 购买第2瓶投递50圆5枚
	 * 所以是总共需要操作8次金额投递操作 样例输入 2 1 4 3 250 样例输出 8
	 */

	// 暴力尝试，为了验证正式方法而已
	public static int right(int m, int a, int b, int c, int x) {
		int[] qian = { 100, 50, 10 };
		int[] zhang = { c, b, a };
		int puts = 0;
		while (m != 0) {
			int cur = buy(qian, zhang, x);
			if (cur == -1) {
				return -1;
			}
			puts += cur;
			m--;
		}
		return puts;
	}

	public static int buy(int[] qian, int[] zhang, int rest) {
		int first = -1;
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			if (zhang[i] != 0) {
				first = i;
				break;
			}
		}
		if (first == -1) {
			return -1;
		}
		if (qian[first] >= rest) {
			zhang[first]--;
			giveRest(qian, zhang, first + 1, qian[first] - rest, 1);
			return 1;
		} else {
			zhang[first]--;
			int next = buy(qian, zhang, rest - qian[first]);
			if (next == -1) {
				return -1;
			}
			return 1 + next;
		}
	}

	// 正式的方法
	// 要买的可乐数量，m
	// 100元有a张
	// 50元有b张
	// 10元有c张
	// 可乐单价x
	public static int putTimes(int m, int a, int b, int c, int x) {
		//              0    1   2
		int[] qian = { 100, 50, 10 };
		int[] zhang = { c,  b,  a };
		// 总共需要多少次投币
		int puts = 0;
		// 之前面值的钱还剩下多少总钱数
		int preQianRest = 0;
		// 之前面值的钱还剩下多少总张数
		int preQianZhang = 0;
		for (int i = 0; i < 3 && m != 0; i++) {
			// 要用之前剩下的钱、当前面值的钱，共同买第一瓶可乐
			// 之前的面值剩下多少钱，是preQianRest
			// 之前的面值剩下多少张，是preQianZhang
			// 之所以之前的面值会剩下来，一定是剩下的钱，一直攒不出一瓶可乐的单价
			// 当前的面值付出一些钱+之前剩下的钱，此时有可能凑出一瓶可乐来
			// 那么当前面值参与搞定第一瓶可乐，需要掏出多少张呢？就是curQianFirstBuyZhang
			int curQianFirstBuyZhang = (x - preQianRest + qian[i] - 1) / qian[i];
			if (zhang[i] >= curQianFirstBuyZhang) { // 如果之前的钱和当前面值的钱，能凑出第一瓶可乐
				// 凑出来了一瓶可乐也可能存在找钱的情况，
				giveRest(qian, zhang, i + 1, (preQianRest + qian[i] * curQianFirstBuyZhang) - x, 1);
				puts += curQianFirstBuyZhang + preQianZhang;
				zhang[i] -= curQianFirstBuyZhang;
				m--;
			} else { // 如果之前的钱和当前面值的钱，不能凑出第一瓶可乐
				preQianRest += qian[i] * zhang[i];
				preQianZhang += zhang[i];
				continue;
			}
			// 凑出第一瓶可乐之后，当前的面值有可能能继续买更多的可乐
			// 以下过程就是后续的可乐怎么用当前面值的钱来买
			// 用当前面值的钱，买一瓶可乐需要几张
			int curQianBuyOneColaZhang = (x + qian[i] - 1) / qian[i];
			// 用当前面值的钱，一共可以搞定几瓶可乐
			int curQianBuyColas = Math.min(zhang[i] / curQianBuyOneColaZhang, m);
			// 用当前面值的钱，每搞定一瓶可乐，收货机会吐出多少零钱
			int oneTimeRest = qian[i] * curQianBuyOneColaZhang - x;
			// 每次买一瓶可乐，吐出的找零总钱数是oneTimeRest
			// 一共买的可乐数是curQianBuyColas，所以把零钱去提升后面几种面值的硬币数，
			// 就是giveRest的含义
			giveRest(qian, zhang, i + 1, oneTimeRest, curQianBuyColas);
			// 当前面值去搞定可乐这件事，一共投了几次币
			puts += curQianBuyOneColaZhang * curQianBuyColas;
			// 还剩下多少瓶可乐需要去搞定，继续用后面的面值搞定去吧
			m -= curQianBuyColas;
			// 当前面值可能剩下若干张，要参与到后续买可乐的过程中去，
			// 所以要更新preQianRest和preQianZhang
			zhang[i] -= curQianBuyOneColaZhang * curQianBuyColas;
			preQianRest = qian[i] * zhang[i];
			preQianZhang = zhang[i];
		}
		return m == 0 ? puts : -1;
	}

	public static void giveRest(int[] qian, int[] zhang, int i, int oneTimeRest, int times) {
		for (; i < 3; i++) {
			zhang[i] += (oneTimeRest / qian[i]) * times;
			oneTimeRest %= qian[i];
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		int testTime = 1000;
		int zhangMax = 10;
		int colaMax = 10;
		int priceMax = 20;
		System.out.println("如果错误会打印错误数据，否则就是正确");
		System.out.println("test begin");
		for (int i = 0; i < testTime; i++) {
			int m = (int) (Math.random() * colaMax);
			int a = (int) (Math.random() * zhangMax);
			int b = (int) (Math.random() * zhangMax);
			int c = (int) (Math.random() * zhangMax);
			int x = ((int) (Math.random() * priceMax) + 1) * 10;
			int ans1 = putTimes(m, a, b, c, x);
			int ans2 = right(m, a, b, c, x);
			if (ans1 != ans2) {
				System.out.println("int m = " + m + ";");
				System.out.println("int a = " + a + ";");
				System.out.println("int b = " + b + ";");
				System.out.println("int c = " + c + ";");
				System.out.println("int x = " + x + ";");
				break;
			}
		}
		System.out.println("test end");
	}

}