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题目描述补充

水罐问题

你面前有两个容量分别为 x 升和 y 升的水罐(xy 为正整数,且 x ≠ y),以及一个无限量的水源。目标是通过一系列操作,准确量出 z 升水(z 为正整数,且 z 小于等于 x+y),且只能使用这两个水罐进行操作。操作包括:

  1. 装水:将一个水罐装满水。
  2. 倒水:将一个水罐中的水倒入另一个水罐,直到被倒水的水罐满或倒水的水罐空。
  3. 倒空:将水罐中的水全部倒掉。

注意:操作过程中不能直接测量水的量,只能依靠这两个水罐进行操作。

题目要求

  • 设计一个算法来找出能否使用这两个水罐准确量出 z 升水。
  • 如果可以,输出一种操作步骤序列。
  • 如果不可以,输出“无法量出”。

示例

输入x = 3, y = 5, z = 4

输出[("装满", "3升水罐"), ("倒入", "5升水罐"), ("装满", "3升水罐"), ("倒入", "5升水罐"), ("倒空", "5升水罐"), ("倒入", "5升水罐")]

PHP 示例代码

function canMeasureWater($x, $y, $z) {
    if ($z == 0) return true; // 如果需要测量的水量为0,则直接返回true
    if ($x + $y < $z) return false; // 如果两个水罐的容量之和小于z,则无法量出

    // 使用欧几里得算法判断z是否是x和y的最大公约数的倍数
    $gcd = function($a, $b) {
        if ($b == 0) return $a;
        return $this->gcd($b, $a % $b);
    };

    return $z % $gcd($x, $y) == 0;
}

// 注意:这里仅判断能否量出,未实现具体操作步骤

// 假设我们已经知道可以量出,以下是一个模拟操作过程的伪代码思路
function measureWaterSteps($x, $y, $z) {
    // 这里仅提供思路,具体实现需要详细设计状态转移和记录步骤
    // 可以使用广度优先搜索(BFS)来模拟所有可能的操作,直到找到一种方案可以量出z升水
    // 记录每一步操作,并在找到解时返回步骤列表
}

Python 示例代码

def gcd(a, b):
    while b:
        a, b = b, a % b
    return a

def can_measure_water(x, y, z):
    if z == 0:
        return True
    if x + y < z:
        return False
    return z % gcd(x, y) == 0

# 同样,这里只提供了判断能否量出的函数,未实现具体操作步骤

# 模拟步骤的函数可以基于BFS等算法实现,此处略

JavaScript 示例代码

function gcd(a, b) {
    while (b !== 0) {
        let temp = b;
        b = a % b;
        a = temp;
    }
    return a;
}

function canMeasureWater(x, y, z) {
    if (z === 0) return true;
    if (x + y < z) return false;
    return z % gcd(x, y) === 0;
}

// JavaScript中的具体操作步骤实现也会较为复杂,需要用到队列等数据结构来模拟BFS

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