java 实现N个女人过桥问题

题目描述:

N个女人过桥,夜间有一火把,每次最多过两个,必需带火把,过桥速度不一样。过去后必须回来一个人,把火把带回来。要求女人都过去,实现最小过桥时间。

如果4个女人过桥,时间为1,2,5,10,那么最小时间是17。

思路:

在未过桥中选最少时间的两个人过桥,当过桥后选最少时间的人返回,此时火把交给返回的人,同时对己过桥的人进行统计,当还有三人未过桥时(包含返的人),

让时间最大的两个人过桥,后将为把交给过桥后最少时间的再返回,最后两个最少时间的人过桥。

比如1,2,5,9,10, 那么1,2 先过1回来,1,5过,1回来,剩3个的时候, 9,10过,2回来, 1,2过,OK

代码实现:

package NWomenCrossBridge;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;

import org.apache.log4j.Logger;

public class NWomenCrossBridge {
	
	private Logger logger = Logger.getLogger(NWomenCrossBridge.class);
	private static NWomenCrossBridge instance = null;
	private static Stack<Integer> UnCross = null;
	private static Queue<Integer> Crossed = null;
	private static int timeCost = 0;
	
	public static NWomenCrossBridge getInstance(Integer... needTime) {
		if(instance == null) {
			return new NWomenCrossBridge(needTime);
		}
		return instance;
	}
	
	private NWomenCrossBridge(Integer... needTime) {
		UnCross = new Stack<Integer>();
		Crossed = new LinkedList<Integer>();//队列
		setTime(needTime);
	}
	
	public void setTime(Integer... needTime) {
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		list = Arrays.asList(needTime);
		Collections.sort(list);
		for(int i=list.size()-1;i>=0;i--) 
			UnCross.push(list.get(i));
	}
	
	public void crossBridge() {
		Integer first = null;
		Integer second = null;
		Integer third = null;
		int count = 1;
		while(UnCross.size()>0) {
			if(UnCross.size()>3) {
				first = UnCross.pop();
				second = UnCross.pop();
				Crossed.offer(second);
				timeCost += second;//过桥时间
				UnCross.push(first);
				timeCost += first; //回程时间
				logger.info("第" + count + "次,"+ first +" 和  " + second + " 同过桥, " + first + " 返回");
				count++;
			} else if(UnCross.size() == 3){
				first = UnCross.pop();
				second = UnCross.pop();
				third = UnCross.pop();
				Crossed.offer(second);
				Crossed.offer(third);
				timeCost += third;//过桥时间
				Integer goBack = Crossed.poll();//已过桥的,把其中最小的拿出来返回
				timeCost += goBack;//回程时间
				logger.info("第" + count + "次,"+ second +" 和  " + third + " 同过桥, " + goBack + " 返回");
				count++;
				Crossed.offer(first);
				Crossed.offer(goBack);
				timeCost += goBack;
				logger.info("第" + count + "次,"+ first +" 和  " + goBack + " 同过桥");
			}
		}
		logger.info("总过桥次数为: " + count + " 总过桥时间为: " + timeCost);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		NWomenCrossBridge nWomenCrossBridge = NWomenCrossBridge.getInstance(1,2,5,9,10);  //时间指定,可以无序
		nWomenCrossBridge.crossBridge();
	}
}


回答: 过桥问题是一个经典的计算机科学问题,可以使用Python来解决。 首先,我们需要先了解问题的背景和规则: 假设在一个夜晚,4个人需要过一座桥,过桥的时候需要一盏灯照明,每个人的速度不同,第一个人需要1分钟过桥,第二个人需要2分钟,第三个人需要5分钟,第四个人需要10分钟。现在有一盏灯,每次只能由1人或2人带着过桥,两个人一起走时,速度和时间按照走得慢的那个人来计算。请问快多少时间可以让他们全部过桥? 下面是一个使用Python解决过桥问题的具体实现: ```python import itertools def calculate_time(persons): # 计算一组人过桥的时间 time = 0 for p in persons: time = max(time, p) return time def cross_bridge(persons): # 计算所有人过桥小时间 n = len(persons) min_time = float('inf') for i in range(1, n + 1): for group in itertools.combinations(persons, i): # 一人过桥 if len(group) == 1: time = calculate_time(group) # 两人过桥 else: t1 = max(group) t2 = min(group) time = t1 + t2 # 更新小时间 if time < min_time: min_time = time return min_time persons = [1, 2, 5, 10] print(cross_bridge(persons)) # 输出小时间 ``` 在这个代码中,我们使用了Python的itertools模块中的combinations函数来枚举所有人过桥的方案,然后计算每个方案的时间,后返回所有方案中小的时间。 注意,这个算法只适用于人数较少的情况,如果人数很多,那么计算量会非常大,这时需要使用更加高效的算法来解决问题
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