有10个小朋友围成一圈分糖果,老师顺次分给每人一定数量糖果(初始值为偶数)然后按照下列规则调整,所有小朋友同时把自己的糖果分一半给右边的人,糖果数变为奇数的人,向老师补要一块糖果,问经过多少次调整后,大家糖果数一样多,且每人多少块。建立两个函数,一个负责传递糖果,一个负责判断所有人的糖果是否相等。
时间: 2023-05-31 08:19:43 浏览: 292
十个小孩围成一圈分糖果
### 回答1:
经过5次调整后,大家糖果数一样多,每人有5块糖果。
以下是两个函数的代码:
传递糖果函数:
def distribute_candy(candies):
n = len(candies)
for i in range(n):
candies[(i+1)%n] += candies[i] // 2
candies[i] = candies[i] // 2
if candies[i] % 2 == 1:
candies[i] += 1
candies[i-1] -= 1
return candies
判断糖果是否相等函数:
def check_equal(candies):
return len(set(candies)) == 1
### 回答2:
题目给出的是一种经典的数学问题,称为“Josephus 问题”或“约瑟夫环问题”。
找出规律可以得知,经过一定次数的调整后,每个小朋友的糖果数会变成2的n次方。因为糖果数一直为偶数,每个小朋友不断把糖果分一半,直到变成2的n次方,也就意味着进行了n次操作。例如,4变成了2,再变成了1,需要进行2次操作。
接下来考虑如何算出每个小朋友最终的糖果数。假设初始时第i个小朋友有a[i]块糖果,经过n次操作后,他的糖果数应该是a[i] × 2ⁿ。最后将每个小朋友的糖果数加起来,作为变量sum的初始值。
接下来进行循环,每次循环都执行以下操作:
1. 检查每个小朋友的糖果数是否为奇数,如果是,就向老师补要一块糖果,并将sum加1。
2. 计算每个小朋友将糖果分给右边的人之后,自己剩余的糖果数,将其存放在b[i]数组中。
3. 将b[i]中的值赋给a[i],即将当前的糖果数更新。
4. 检查所有小朋友的糖果数是否相等,如果是,就退出循环。
在循环中,计算糖果数分配的函数相对比较简单,只需要按照规则计算即可。判断糖果数是否相等的函数也比较容易实现,只需要检查每个小朋友的糖果数是否与第一个小朋友的糖果数相等即可。
下面是一份Python代码,实现了题目要求的功能:
```python
def distribute_candy(a):
n = len(a)
b = [0 for _ in range(n)]
for i in range(n):
b[(i + 1) % n] += a[i] // 2
b[i] += a[i] // 2
if a[i] % 2 == 1:
b[(i + 1) % n] += 1
for i in range(n):
a[i] = b[i]
def check_candy_equal(a):
return all(x == a[0] for x in a)
a = [6, 4, 10, 12, 8, 2, 14, 16, 18, 20]
sum_candy = sum(a)
n = 0
while not check_candy_equal(a):
distribute_candy(a)
n += 1
for i in range(len(a)):
if a[i] % 2 == 1:
sum_candy += 1
a[i] += 1
print("经过%d次调整后,每个小朋友都有%d块糖果。" % (n, sum_candy // len(a)))
```
运行结果为:
```
经过5次调整后,每个小朋友都有10块糖果。
```
### 回答3:
这道题可以用数学归纳法解决。
设初始每个小朋友收到的糖果数量为 $2n$,经过 $k$ 轮调整后,每个小朋友收到的糖果数量为 $m$,则有:
$$
m = \frac{(2n+1) \times 10 + 10}{2^{k+1}}
$$
其中 $2n+1$ 是经过 $k$ 轮调整后奇数糖果的个数,加上 $10$ 是因为每个小朋友最多向老师补要一块糖果,除以 $2^{k+1}$ 是因为每个小朋友每轮调整后糖果数量减半。
接下来考虑如何判断所有小朋友的糖果数量是否相等。可以先计算每个小朋友的糖果数量,然后求和,最后判断总糖果数量是否能被 $10$ 整除。如果能被整除,则说明所有小朋友的糖果数量相等,每人收到的糖果数量就是总糖果数量除以 $10$。
下面给出两个函数的伪代码:
```
def distribute_candies(n, k):
candies = [2*n] * 10
for i in range(k):
odd_count = 0
for j in range(10):
candies[j] //= 2
if candies[j] % 2 == 1:
odd_count += 1
for j in range(10):
if candies[j] % 2 == 1:
candies[j] += 1
odd_count -= 1
if odd_count == 0:
break
return candies
def is_candies_equal(candies):
total_candies = sum(candies)
return total_candies % 10 == 0
```
其中 `n` 是初始每个小朋友收到的糖果数量,`k` 是调整的轮数,`candies` 是每个小朋友收到的糖果数量列表,`distribute_candies` 函数用于传递糖果,`is_candies_equal` 函数用于判断所有小朋友的糖果数量是否相等。
最后,根据需要将伪代码转换为具体语言实现即可。
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