一道有意思的算法題,了解一下,對擴張思路有幫助。
問(wèn)題描述:
有100個(gè)一模一樣的瓶子,其中99瓶中裝的是普通的水,一瓶是毒藥,水和毒藥只能通過(guò)老鼠來(lái)分辨,喝下毒藥的老鼠會(huì )在一個(gè)星期后死亡(剛好一個(gè)星期),F在你有一個(gè)星期時(shí)間,請問(wèn)至少需要多少只老鼠才能確定出哪個(gè)瓶子裝的是毒藥?
我本來(lái)想的是用坐標的方式來(lái)確定哪一瓶是毒藥:
1、擺成2x50,4x25,5x20,10x10的方陣
2、每行都放一只老鼠,然后讓老鼠把這行水都喝一口
3、每列放一只老鼠,然后讓老鼠把這列水都喝一口
4、一周后測試每一行和測試每一列的老鼠中都會(huì )有一只死亡,通過(guò)死亡的老鼠就可以判斷毒藥的坐標啦
5、需要的老鼠數量=方陣的長(cháng)度+寬度
所以10x10的方陣最合適,需要老鼠20只
6、后來(lái)又想了想,為什么不建一個(gè)三維的坐標系呢,經(jīng)計算4x5x5的坐標系最合適,所需老鼠=4+5+5=14只
最后看了其他解題方式之后,了解到這是一個(gè)二級制問(wèn)題,用七只老鼠即可解決
這個(gè)解體思路,非常巧妙。
我們知道2的10次放等于1024,那么通過(guò)把瓶子編成二進(jìn)制,同時(shí)把老鼠變成二進(jìn)制的位值就可以分辨到底哪瓶水是毒藥
1.利用二進(jìn)制來(lái)做,最少的老鼠數量就是計算2的多少次方大于等于瓶子數量,例如本題為7(2的7次方為128,大于100)。對100瓶進(jìn)行二進(jìn)制編碼,這樣可以排列出1xxxxxx,x1xxxxxx,...,xxxxxx1這樣的七組序列。如第一瓶藥水編碼為0000001,第五瓶藥水編碼為0000101,第一百瓶藥水的編碼是1100100.
2.把老鼠分辨編成1-10號,分別對應二進(jìn)制的第1位,第2位.....第10位
3.根據每瓶水的二進(jìn)制代碼給老鼠喝水,該位值為1就給該位值的老鼠喝,為0就不喝,比如,第一瓶藥水編號為0000000001,就只給1號老鼠喝,第84瓶,編號是1010100 ,就給3號,5號,7號老鼠喝
4.1星期后,看哪些老鼠死了,然后死的老鼠位為1,沒(méi)死的老鼠位為0,組成二進(jìn)制數,該數對應的瓶子編號就是有毒的編號。