开关和灯泡的对应关系-二进制编码

时间:2021-07-05 11:51:26

http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/6732456

 在房里有三盏灯,房外有三个开关,在房外看不见房内的情况,你只能进门一次,你用什么方法来区分哪个开关控制哪一盏灯?

      答案:
      设三个开关是1、2、3。打开开关1等半个小时,关上开关1并打开开关2。
      进房后去摸灯泡,热的是开关1对应的灯泡;亮的是开关2对应的灯泡;不亮不热的是开关3对应的灯泡。

      分析: 
      首先想到的就是通过打开不同的开关,进去后看灯是否亮来找出对应关系。可能打开的开关数量只有0,1,2,3共四种情况,没有一种情况能解决这个问题。所以必须找到其它的信号。鉴于灯泡亮一段时间后会发热,我们可以使用灯的热度作为一个信号。这样我们就有了热且亮,热不亮,亮不热,不热不亮四种状态,足以用来区分三只灯泡了。

      这个题可以理解成一个编码问题,灯泡的状态作为编码空间,进屋的次数作为编码位数。

      如果只使用灯泡是否亮来判断,题目就相当于用一位二进制数来表示三种状态,是不可能的事情。加入了灯泡是否热后,就相当于用一位四进制数来表示三种状态,足够了。

      此题的一些可能变化: 
1、在房里有四盏灯,房外有四个开关,在房外看不见房内的情况,你只能进门一次,你用什么方法来区分哪个开关控制哪一盏灯? 
2、在房里有n盏灯,房外有n个开关,在房外看不见房内,且进门后只能观察灯的亮度的情况下,你需要进门多少次才能区分哪个开关控制哪一盏灯? 
3、在房里有n盏灯,房外有n个开关,每个开关有三种状态(开,关,半开(亮度为开的一半))在房外看不见房内,且进门后只能观察等的亮度的情况下,你需要进门多少次才能区分哪个开关控制哪一盏灯?             

 

 

其他题目:

现有共2007只灯均亮,每个灯都只有一个开关,第一次按2倍数的灯开关,第二次按3倍数的灯,第三次按5倍数的灯,最后亮灯有几只?

思路:这个题目跟集合的并集是有关系的,首先这么思考,一个灯的开关操作偶数次跟没有操作是一样的效果,操作一次跟操作奇数次是一样的效果。则2的倍数与3的倍数交集中减去2、3、5的倍数共同交集剩下的集合操作了偶数次,跟没有操作是一样的,所以这些灯还是亮着的,而2、3、5倍数的并集的补集中的这些灯一直没有操作,状态是没有变化的,一直都是亮着的。。

所以:2007中2的倍数有1003个

2007中3的倍数有669个

2007中5的倍数有401个

2007中6的倍数有334个

2007中10的倍数有200个

2007中15的倍数有133个

2007中30的倍数有66个

开关和灯泡的对应关系-二进制编码

2、3、5倍数的并集的补集为2007-(1003+669+401-334-200-133+66)=535 这些灯一直没有操作,状态是没有变化的,一直都是亮着的。。

2的倍数与3的倍数交集中减去2、3、5的倍数共同交集剩下的集合操作了偶数次,跟没有操作是一样的,这些灯共有268盏。。

同理另外134盏和67盏灯都是操作了偶数次,跟没有操作是一样的,也是亮着的。。

所以:最后的亮灯共有535+268+134+67=1004

验证程序如下:

[cpp]  view plain copy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3.   
  4. void main()  
  5. {  
  6.     int a[2008],i,sum=0;  
  7.     for(i=1;i<2008;i++)  
  8.         a[i]=1;  
  9.     for(i=1;i<2008;i++)  
  10.     {  
  11.         if(i%2==0)  
  12.             a[i]=1-a[i];  
  13.     }  
  14.     for(i=1;i<2008;i++)  
  15.     {  
  16.         if(i%3==0)  
  17.             a[i]=1-a[i];  
  18.     }  
  19.     for(i=1;i<2008;i++)  
  20.     {  
  21.         if(i%5==0)  
  22.             a[i]=1-a[i];  
  23.     }  
  24.     for(i=1;i<2008;i++)  
  25.     {  
  26.         if(a[i]==1)      //统计亮灯的个数  
  27.             sum++;  
  28.     }  
  29.     printf("%d\n",sum);  
  30.     system("pause");  
  31. }  

扩展题:

有1到100号的灯,一开始全部点亮。每盏灯都有独立的开关,且开关只有“开”和“关”两种状态。
第一次把所有1的倍数灯的开关按一次,第二次把所有2的倍数灯的开关按一下,一直到第一百次把所有100的倍数灯的开关按一下。
问,此时还有多少灯亮着?

因为开始时全部亮着,只有开关按偶数次的才会亮着。
实际上是问1,2,3,...,100这100个每个数的约数的个数。除了平方数,1,4,9,16,...,100(共10个外),其它所有数的约数的个数都是偶数个。因而最后亮灯的有100-10=90个。

(所有的平方数,其约数的个数都是奇数个,比如4^2=16, 当约数是4时,无法找到另外一个不同的约数与之配对)。



本题考查的是二进制编码问题。

 

如对1000桶按1~1000编码,需要10位二进制数。

 

因此只需要取10只老鼠,每只老鼠只喝其对应位数为1的编号的酒。

即10只老鼠按以下编码:

 

第一只 00000 00001

第二只 00000 00010

第三只 00000 00100

第四只 00000 01000

...

第十只 10000 00000

 

每只老鼠只喝其编码与酒编码做位与运算非0的酒。如果毒酒的编码在某一位为1,则监控该位的老鼠必喝,结果为1.

 

即把10只老鼠的结果,按位填入一个10位二进制数中,其结果即为毒酒编号。

 

例如:编号为10001 00011的酒是毒酒。则对应的只有第一只,第二只,第六只,第十只死亡。其对应位数置1,即为10001 00011