毒酒问题---1000桶酒,其中1桶有毒。而一旦吃了,毒性会在1周后发作。问最少需要多少只老鼠可在一周内找出毒酒

如题。

 

本题考查的是二进制编码问题。

 

如对1000桶按1~1000编码,需要10位二进制数。

 

因此只需要取10只老鼠,每只老鼠只喝其对应位数为1的编号的酒。

即10只老鼠按以下编码:

 

第一只 00000 00001

第二只 00000 00010

第三只 00000 00100

第四只 00000 01000

...

第十只 10000 00000

 

每只老鼠只喝其编码与酒编码做位与运算非0的酒。如果毒酒的编码在某一位为1,则监控该位的老鼠必喝,结果为1.

 

即把10只老鼠的结果,按位填入一个10位二进制数中,其结果即为毒酒编号。

 

例如:编号为10001 00011的酒是毒酒。则对应的只有第一只,第二只,第六只,第十只死亡。其对应位数置1,即为10001 00011

要确定哪个瓶子有毒,可以采用二进制分治法的思想,每次将瓶子分为两组,每组50个。通过实验观察哪一组的鼠死掉,就可以排除掉剩下的一半瓶子。这样,最多需要经过三次这样的过程,因为每次都可以排除一半的选项。 以下是这个过程的Java编程流程图示意图的大致思路: 1. 第一次测试 (n = 100): - 创建一个数组 `mice` 存储老鼠信息,初始值全为活鼠。 - 遍历瓶子数组,对每个瓶子标记为 "未检测" 或 "已检测且无死亡"。 2. 第二次测试 (n = 50): - 取 `mice[0..49]` 和 `mice[50..99]` 分别放入两个小组。 - 对第一个小组喂食,观察是否有死亡。如果所有都活着,则毒酒在第二个小组;如果有死亡,则在有死亡的那部分查找。 3. 第三次测试 (n = 25, 12.5, 或者更少): - 根据第二次的结果,继续上述步骤,直到找到唯一死亡的那部分。 4. 最终结果: - 当只剩下一个瓶子,且在这个瓶子里喂食的老鼠死亡时,我们就能确定这是毒酒瓶。 ```java // 假设有一个列表 bottles[] 代表100个瓶子,其中只有一个有毒 List<String> bottles = ...; int miceRequired = 0; while (bottles.size() > 1) { int half = bottles.size() / 2; // 模拟喂食老鼠 for (String bottle : bottles.subList(0, half)) { if (isMiceDead(bottle)) { // 假设isMiceDead()返回是否发现死亡老鼠 // 更新毒酒范围 bottles = bottles.subList(half, bottles.size()); miceRequired += 1; // 记录每一步需要的新老鼠数量 } } } System.out.println("至少需要" + miceRequired + "只老鼠才能确定毒药在哪瓶"); ```
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