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老鼠试毒与位运算
阅读量:6126 次
发布时间:2019-06-21

本文共 2215 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

记录一个有趣的问题:有 1000 个一模一样的瓶子,其中有 999 瓶是普通的水,有一瓶是毒药。任何喝下毒药的生物都会在一星期之后死亡。现在,你只有 10 只小白鼠和一星期的时间,如何检验出哪个瓶子里有毒药?

首先尝试解决3只老鼠和8瓶药水的问题:

解决思路:
给老鼠和药水分别编号s0, s1, s2; y0, y1, … , y7。

 

按表中所示给老鼠喂药,其中1代表老鼠喝了这瓶药,0代表没喝。

即老鼠s0喝y4-y7,老鼠s1喝y2,y3,y6,y7,老鼠s2喝y1,y3,y5,y7。y0不给任何老鼠喝。

从表中老鼠喝药的情况中可以看到,假设y0是毒药,则没有老鼠会死;若y3是毒药,则s1,s2会死;若y7是毒药,则老鼠全都会死。反过来可以推断出,假设只有s0死了,则y4是毒药;若s0, s2死了,则y5是毒药。

所以,按照表中给出的喂药方式和老鼠最终的死亡结果,能够推断出哪一瓶是毒药。

嘿嘿嘿,还好我他娘的不是老鼠。

程序模拟:

按照表中的喂药情况来模拟程序。其中喂药情况,即老鼠的死亡结果的二进制数,对应了十进制数的0-7,假设死亡结果为3(011B,即s1, s2死亡),则查表可知编号为药水y3是毒药(应当理解为map映射,只是本文中恰好以编号3代表那瓶药水)。

模拟程序如下:

package line.entertain.jerry;import java.util.Arrays;/*** @author line*/public class PoisonJerry {/*** 根据老鼠死亡结果推断毒药编号* 老鼠:rat, mouse* 复数:rat -> rats, mouse -> mice*/private static int jerry(final int[] rats) {int numOfPoison = 0;for (int i = 0; i < rats.length; i++) {if (rats[i] != 0)numOfPoison += (1 << (rats.length - 1 - i));}return numOfPoison;}/*** 根据老鼠个数和毒药编号获得老鼠死亡结果* @param numOfRat 老鼠个数* @param numOfPoison 毒药编号*/private static int[] jerry(final int numOfRat, final int numOfPoison) {/*** 老鼠喝药情况的数组* index : 老鼠的编号s0, s1, s2* value : (value & numOfPoison) != 0 表示老鼠喝过这瓶毒药,对应index的老鼠给药死了*/int[] jerryDrinkPoison = new int[numOfRat];for (int i = 0; i < numOfRat; i++) { // 初始化喝药情况jerryDrinkPoison[i] = 1 << (numOfRat - 1 - i);}for (int i = 0; i < numOfRat; i++) { // 为了看的清楚一点写了两个循环jerryDrinkPoison[i] = (numOfPoison & jerryDrinkPoison[i]) == 0 ? 0 : 1;}return jerryDrinkPoison;}public static void main(String[] args) {/*** 老鼠的死亡情况*///    int[] deathOfRat = new int[] { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1 };int[] deathOfRat = new int[] { 0, 1, 1 };/*** 毒药的编号*/int numOfPoison = jerry(deathOfRat);deathOfRat = jerry(deathOfRat.length, numOfPoison);System.out.println(numOfPoison);System.out.println(Arrays.toString(deathOfRat));}}

假设s1, s2老鼠死亡,则可知y3是毒药。程序输入int[] {0,1,1},获得结果3

 

 

 

讨论1000瓶药水的情况:

现有10只老鼠和1000瓶药水,为每瓶药水从0开始编号y0-y999,每只老鼠编号s0-s9。再令每只老鼠代表一个二进制位,每一位值为1代表老鼠该老鼠喝下药水,0表示不喝。例如,药水y3的喂药情况: 3 D = 0000000011 B表示老鼠s8, s9喝药(莫名想笑)。同样可以根据此种喂药情况,由老鼠的死亡结果推断出毒药编号,或是由毒药编号推断出老鼠的死亡结果。

调整程序输入老鼠的死亡结果 int[] { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1 },可知y107药水是毒药。

 

总结:

在百度位运算的时候看到了知乎上这个老鼠喂药的问题,觉得十分有趣。程序其实不难,但这种位运算的解决思路却很有想法,故找地方记一下。

转载于:https://www.cnblogs.com/cxhfuujust/p/10401377.html

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