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假硬币问题求解

时间:2014-07-03 22:46:04      阅读:257      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:style   blog   color   使用   art   问题   

题目描述:

现有八枚银币a b c d e f g h,已知其中一枚是假币,其重量不同于真币,但不知是较轻或较重,如何使用天平以最少的比较次数,决定出哪枚是假币,并得知假币比真币较轻或较重。

解法:单就求假币的问题是不难,但问题限制使用最少的比较次数,所以我们不能以单纯的回圈比较来求解,我们可以使用决策树(decision tree),使用分析与树状图来协助求解。一个简单的状况是这样的,我们比较a+b+cd+e+f ,如果相等,则假币必是gh,我们先比较gh哪个较重,如果g较重,再与a比较(a是真币),如果g等于a,则g为真币,则h为假币,由于hg轻而 g是真币,则h假币的重量比真币轻。

这个思路是直接用的逻辑推理的方法。相关代码如下所示:

 

void compare(int coins[], int i, int j, int k)
{
    if(coins[i] > coins[k])
    {
        printf("\n假币 %d 较重", i+1); 
    }
    else 
    {
        printf("\n假币 %d 较轻", j+1); 
    }
}

void eightcoins(int coins[])
{
    if (coins[0] + coins[1] + coins[2] == coins[3] + coins[4] + coins[5])
    {
        if (coins[6] > coins[7])
        {
            compare(coins,6,7,0);
        }
        else
        {
            compare(coins,7,6,0);
        }
    }
    else if (coins[0] + coins[1] + coins[2] > coins[3] + coins[4] + coins[5])
    {
        if (coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4])
        {
            compare(coins,2,5,0);
        }
        else if (coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4])
        {
            compare(coins,0,4,1);
        }
        else if(coins[0]+coins[3] < coins[1] + coins[4])
        {
            compare(coins,1,3,0);
        }
    }
    else if(coins[0] + coins[1] + coins[2] < coins[3] + coins[4] + coins[5])
    {
        if(coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4]) 
        {
            compare(coins, 5, 2, 0); 
        }
        else if(coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4]) 
        {
            compare(coins, 3, 1, 0); 
        }
        if(coins[0]+coins[3] < coins[1]+coins[4]) 
        {    
            compare(coins, 4, 0, 1); 
        }
    }
}

当然,这个问题的求解也可以利用异或的特性:两个相同的数异或以后为0。再加上利用“二分”的思想,效率可以提高不少。利用这种方法,在比较好理解的同时,也还可以将该问题进行扩展:void FalseCoins(int coins[],int start,int end)。这样,就可以不仅仅是解决固定的8枚硬币问题了。具体代码如下所示:

void myEightCoins(int coins[])
{
    int start,mid,end;
    int sum1,sum2;
    int right;

    start = 0;
    end   = 7;
    mid   = (start+end)/2;

    int i;
    sum1 = sum2 = 0;

    while (start < end - 1)
    {
        sum1 = coins[start];
        for (i = start + 1; i <= mid; i++)
        {
            sum1 = sum1 ^ coins[i];
        }
        sum2 = coins[end];
        for (i = end - 1; i > mid; i--)
        {
            sum2 = sum2 ^ coins[i];
        }
        if (sum1 == 0)
        {    
            right = start;
            start = mid + 1;
            mid   = (start+end)/2;
        }
        if (sum2 == 0)
        {
            right = end;
            end = mid;
            mid = (start+end)/2;
        }
    }
    
    if (coins[start] > coins[end])
    {
        compare(coins,start,end,right);
    }
    else
    {
        compare(coins,end,start,right);
    }
}

 

 

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原文地址:http://www.cnblogs.com/xingma0910/p/3820657.html

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