今天在codewar中挑战kata的时候遇到了这么一道题

python 解决proto python 解决至少几个鸡蛋问题_python 解决proto

 这道题是一道经典的双蛋问题(或者又双叒叕蛋问题),不过又有所区别,传统的双蛋问题是给定n个蛋(假定n个蛋完全一致),从楼层为T的摩天大楼中扔下,请问在最坏的情况下经过多少次能找到极限楼层(即从该楼层扔下蛋刚好不碎。)

而今天遇到的问题是给定n个蛋和有限的测试次数m次,为保证一定能找出极限楼层,设计出算法求解出极限楼层必须在多少层(设为T)以内。

首先是m或n等于零的情况,由于没有蛋和实验次数,所以一定不能测出。假定m等于1,那么T必须等于一。

我曾在高三的时候看过李永乐老师讲解双蛋问题(李永乐:双蛋问题),让我们来分析一下n=2时的情况。根据题目给的测试样本,当n=2,m=14时,T应当为105

python 解决proto python 解决至少几个鸡蛋问题_算法_02

这个数字是怎么来的呢?首先,我们第一次从14层扔下,如果蛋碎了,则还剩13次机会从1-13层中一层一层地测出极限楼层。如果没有碎,因为如果我们再扔一次,如果碎了,我们只有12次机会来测极限楼层,因此我们第二次得从14+13=27层扔下。按照这个思路,我们能接受的最大楼层为14+13+12+.......+3+2+1=105层。所以当n=2时,T等于一到m的累加。

当n=2时还比较好理解,更困难的是当n>2时应当怎么扔。我们来假定一下n=3,m=4的情况,此时我们可以这么理解,(3,4)是在(2,3)的基础上再扔了一次,而(2,3)能从6层中找出极限楼层,因此这多出来的一次我们应该从7层扔出,如果碎了正好还能测出极限楼层,如果没碎就往上继续查找,

即把(3,4)分解为(2,3)+(3,3)+1

上式中的(3,3)是第一个鸡蛋没碎进行后续的极限寻找,1是扔下鸡蛋的那一层.

以上的过程就是不断分解,分解到1=2或m=1为止。这很容易让我们想到递归函数,于是便有了以下代码

 

def solve(n, m):
    if n == 0 :
        return 0
    if m == 1:
        return 1
    if n == 1:
        return m
    return solve(n, m-1)+solve(n-1,m-1)+1

 但是,这个代码没有通过测试,当n=7,m=50时,它运行了2.96s,当m=60时,它更是运行了9.28s.

分析原因是因为分解次数过多,以上说了当n=2时,T等于一到n的累加和,所以进行了一小点改动

def solve(n, m):
    if n == 0 :
        return 0
    if m == 1:
        return 1
    if n == 2:
        return sum(range(m))
    return solve(n, m-1)+solve(n-1,m-1)+1

在m=50时用了0.70s,在m=60时用了1.90s,相比之下速度大幅提升。

但是依旧没通过测试,不过也只有最后一条超时了,毕竟样本实在是太大了

python 解决proto python 解决至少几个鸡蛋问题_python_03

 

python 解决proto python 解决至少几个鸡蛋问题_python 解决proto_04

   记录一下今天的收获,算是抛砖引玉吧,不知道有没有更优的解法