小白鼠试毒酒的升级版

本文讲述了在一道大数据公司笔试题中,如何利用最少数量的小白鼠在限定时间内找出一瓶毒酒。通过将酒瓶编号转化为二进制,分配给小白鼠进行测试,得出解题策略。这种方法适用于判断一定数量瓶子集合中哪个集合含有毒酒,揭示了使用n只小白鼠可判断2^n个瓶子的原理。

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昨日参加某大数据公司的笔试,最后一题是:有9瓶酒,其中一瓶有毒,可以使用小白鼠进行试验,但是毒发需要8小时,问最少需要几只小白鼠才可以在16小时内知道哪瓶酒是毒酒。
这道题的原型是一道经典的微软面试题:最少多少只小白鼠可以一次判断出1024(一说是1000)瓶酒中哪瓶是毒酒?
我们首先从这道题的做法开始说起:
可以将1024瓶酒依次编号为0到1023。编号转为2进制表示。将编号中bit0位置为1的酒取出混合给第一只小白鼠喝;bit1位置为1的酒取出混合给第二只小白鼠喝;…….bit9位置为1的酒取出混合给第十只小白鼠喝。将这十只小白鼠从右到左依次排开,死了的小白鼠的位置为1,否则为0,就得到10bit的二进制数,将这个二进制数转成十进制,这就是毒酒的编号。
上面的解法可以得到这样的结论:使用n只小白鼠最多可以一次判断出 2n 个瓶子中哪瓶是毒酒。
其实更一般的说法应该是:使用n只小白鼠最多可以一次判断出 2

### Python 实现毒酒小白鼠问题 为了找到含有药的那一瓶,可以采用二进制编码的方法来最小化所需的老鼠数量。给定1000瓶,因为\(2^{10} = 1024\)大于1000,所以最多只需要10只老鼠就可以完成测[^3]。 下面是一个简单的Python程序模拟这一过程: ```python def find_poisoned_bottle(bottles, poisoned_index): """ 使用二进制方法找出有的瓶子。 参数: bottles (int): 总共的瓶子数目。 poisoned_index (int): 中瓶子的位置索引(从0开始计数)。 返回: list: 表明哪些老鼠会因中而死掉的结果列表,'Dead'代表死亡,'Alive'代表存活。 """ # 初始化老鼠状态,默认全部活着 mice_status = ['Alive'] * 10 # 将poisoned_index转换成长度为10的二进制字符串形式 binary_representation = format(poisoned_index, '010b') # 更新老鼠的状态 for i in range(len(binary_representation)): if binary_representation[i] == '1': mice_status[i] = 'Dead' return mice_status if __name__ == "__main__": total_bottles = 1000 poison_bottle_index = int(input("请输入有瓶子的序号(0到999之间): ")) result = find_poisoned_bottle(total_bottles, poison_bottle_index) print(f"根据输入,{result.count('Dead')}只老鼠将会死去.") print("具体的老鼠生存情况如下:") for index, status in enumerate(result): print(f"老鼠 {index}: {status}") ``` 这段代码定义了一个函数`find_poisoned_bottle()`用于接收总共有多少个瓶子以及哪个位置上的瓶子是有的信息作为参数,并返回一个列表指出哪几只老鼠最终会因此丧生。通过将指定的有瓶子编号转化为固定长度的二进制串,每一位上如果是‘1’就标记相应的小白鼠为已故去;反之则保持其初始设定——存活状态不变。最后打印出所有参与实验的小白鼠的具体状况。
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