蛮力法求解“狱吏问题”

       问题描述:狱吏问题;某国王对囚犯进行大赦,让一狱吏n次通过一排锁着的n间牢房,每通过一次按所定规则转动n间牢房中的某些门锁,每转动一次原来锁着的被打开,原来打开的被 锁上通过n次后,门锁开着的,牢房中的犯人被放出,否则,犯人不得释放。
       转动门锁的规则是这样的,第一次通过牢房,从第一间开始转动每一把锁,即把全部锁打开;第二次通过牢房时,从第二间开始,每隔一间转动一次;……;第k次通过牢房,第k间开始转动,每隔k-1 间转动一次;问经过n次后,那些牢房的锁依然是开着的。


源代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    int j = 0;
    int* p = NULL;

    scanf("%d", &n);
    //开辟存储空间
    p = (int *)calloc(n + 1, sizeof(int));     
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
    //将锁的状态初始化为关闭,1表示锁上,0表示打开
        p[i] = 1;
    }
    //i表示通过牢房的次数,j表示要转动的锁的编号
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        for (j = i; j <= n; j += i)
        {
            //切换锁的状态
            p[j] = 1 - p[j];
        }
    }

    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (p[i] == 0)
        {
            printf("%d is free \n", i);
        }
    }

    free(p);
    return 0;
}
狱吏问题是计算机科学中的一个经典问题,通常用于演示哈希表(也称作散列表或关联数组)的一个常见挑战。它描述了一个场景,监狱里有许多囚犯和一些狱吏,每个狱吏负责看管特定数量的囚犯。如果分配不当,可能会有某个狱吏比他应该管理的囚犯数量多一个,而另一个则少一个。 下面是一个简单的C++代码示例,使用蛮力法(即暴力搜索所有可能性)解决狱吏问题: ```cpp #include <vector> std::vector<int> find獄吏_solution(int n, std::vector<int>& prison) { int total_prisoners = 0; for (int prisoner : prison) { total_prisoners += prisoner; } // 确保总囚犯数能整除狱吏数量 if (total_prisoners % prison.size() != 0) { return {}; // 如果不能平均分配,无解 } int each_officer = total_prisoners / prison.size(); std::vector<int> officers(prison.size(), each_officer); // 检查是否有狱吏超过指定数量 bool has_extra = false; for (int i = 0; i < prison.size(); ++i) { if (prison[i] > officers[i]) { if (!has_extra) { // 找到第一个狱吏超限 has_extra = true; } else { // 已经找到多个狱吏超限,返回空 return {}; } } } // 如果所有狱吏都未超限,则找到解决方案 if (!has_extra) { return officers; } // 通过减去最小的狱吏任务量来尝试调整 int min_diff = INT_MAX; int min_idx = -1; for (size_t i = 0; i < prison.size(); ++i) { if (prison[i] - officers[i] < min_diff) { min_diff = prison[i] - officers[i]; min_idx = i; } } officers[min_idx]--; return officers; } // 示例 int main() { std::vector<int> prison{7, 14, 5, 11}; auto solution = find獄吏_solution(4, prison); if (solution.empty()) { std::cout << "无法均匀分配"; } else { std::cout << "每个狱吏的任务: "; for (int officer : solution) { std::cout << officer << " "; } } return 0; } ``` 这个程序首先计算总囚犯数,然后试图将它们平均分配给狱吏。如果不能平均分配,就检查是否有狱吏超过了分配的数量。如果有,就尝试减少最接近平衡状态的那个狱吏的任务。如果找不到合适的调整方案,函数会返回一个空向量表示无解。
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