有八枚硬币,其中只有一枚假币,假币比真币重,现在用一架天平称出假币,使称重的次数尽可能的少,试以树结构描述测试假币的称重策略
时间: 2023-07-29 16:09:00 浏览: 229
假币问题可以使用二叉树来描述测试假币的称重策略。具体地,每次选择平分硬币堆,将硬币分成两堆,分别称重,如果其中一堆比另一堆重,则假币在重的那一堆中,否则在另一堆中。然后继续对重的那一堆进行相同的操作,直到找到假币。
下面是一棵描述假币测试策略的二叉树:
```
8
/ \
4 4
/ \ / \
2 2 2 ?
```
其中,根节点表示最初的八枚硬币,左右子节点分别表示平分后的两堆硬币,每个子节点下面再分别有两个子节点,表示对该堆硬币的再次平分。最后,当我们到达一个节点,只有一枚硬币时,即为假币。所以最终的叶子节点上的数字表示称重的次数。在这个例子中,只需要称重两次,就可以找到假币。
相关问题
有10枚硬币,其中有一枚假币(与真币一模一样,只是比真币重量轻),采用天平称重方法找出这个假币,最少用天平称重多少次保证找出假币 写程序代码
要找到这枚假币,可以使用分治法和二分查找的思想,通过不断分割硬币组来进行比较。首先将10枚硬币分成两组,每组5枚。每次将这两组放在天平上进行称重:
1. 如果天平平衡,则假币在未称量的那一组(因为如果假币在已知的一组,那么天平会倾斜)。我们再次将剩余的5枚硬币分为两组,每组2枚+1枚,进行称重。
2. 如果天平不平衡,假币一定在较轻的那一边。我们将这一边的5枚硬币再分为两组,每组2枚+1枚,继续称重。
3. 如果第二次称重中天平平衡,则假币就是剩下的那一枚;如果不平衡,假币就在较轻的那一边。
以此类推,每一步都将搜索范围减半。按照这种方法,最多需要4次称重就能确定哪一枚是假币。以下是Python代码实现:
```python
def find_fake_coin(coins):
if len(coins) == 1:
return coins[0] # 假设只有一枚,直接返回
# 分割成两个部分,每次称重
half = len(coins) // 2
left = coins[:half]
right = coins[half:]
# 称重比较
balance = compare_weight(left, right)
# 根据结果递归查找假币
if balance:
return find_fake_coin(right)
else:
return find_fake_coin(left + [coins[half]])
def compare_weight(group1, group2):
# 假设天平左低右高
light_group = group1 if sum(group1) < sum(group2) else group2
return light_group[0]
# 示例:寻找10枚硬币中的假币
coins = [True] * 10 # 真硬币表示True,假硬币表示False
fake_index = find_fake_coin([i for i in range(10)])
print(f"假币位于第{fake_index}位置")
#
假设n个硬币(1<=n<=100),编号1~n, 其中有且仅有一枚假币,假币比真币重量轻。采用天平称重方式找到这枚假币,并给出求解过程。
这是一个经典的谜题。我们可以使用二分法来解决问题。
首先,将所有硬币分为两组,每组数量相等。然后将这两组硬币分别放在天平两端进行称重。如果两边重量相等,那么假币就在剩下的一组硬币中,我们可以重复上述步骤。如果两边重量不相等,那么假币就在较轻的那组硬币中,我们可以将较轻的那组硬币再次分为两组,重复上述步骤。
通过每次将硬币数量减半,我们可以在log2(n)次比较中找到假币,并给出求解过程。
具体的求解过程可以用伪代码表示如下:
```
find_fake_coin(coins)
if len(coins) == 1:
return coins[0]
else:
left_coins, right_coins = split_coins(coins)
left_weight = weigh_coins(left_coins)
right_weight = weigh_coins(right_coins)
if left_weight == right_weight:
return find_fake_coin(coins[len(coins)//2:])
elif left_weight < right_weight:
return find_fake_coin(left_coins)
else:
return find_fake_coin(right_coins)
split_coins(coins)
mid = len(coins) // 2
return coins[:mid], coins[mid:]
weigh_coins(coins)
# 将硬币放在天平上称重
```
其中,`find_fake_coin()` 函数用于找到假币,`split_coins()` 函数用于将硬币分成两组,`weigh_coins()` 函数用于将硬币放在天平上称重。
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