【第06题】八枚银币

说明

现有八枚银币a b c d e f g h,已知其中一枚是假币,其重量不同于真币,但不知是较轻或较重,如何使用天平以最少的比较次数,决定出哪枚是假币,并得知假币比真币较轻或较重。

解法

单就求假币的问题是不难,但问题限制使用最少的比较次数,所以我们不能以单纯的回圈比较来求解,我们可以使用决策树(decision tree),使用分析与树状图来协助求解。一个简单的状况是这样的,我们比较a+b+c与d+e+f ,如果相等,则假币必是g或h,我们先比较g或h哪个较重,如果g较重,再与a比较(a是真币),如果g等于a,则g为真币,则h为假币,由于h比g轻而 g是真币,则h假币的重量比真币轻。

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
 
void compare(int[], int, int, int); 
void eightcoins(int[]); 
 
int main(void) { 
    int coins[8] = {0}; 
    int i; 

    srand(time(NULL)); 

    for(i = 0; i < 8; i++) 
        coins[i] = 10; 

    printf("\n输入假币重量(比10大或小):"); 
    scanf("%d", &i); 
    coins[rand() % 8] = i; 

    eightcoins(coins); 

    printf("\n\n列出所有钱币重量:"); 
    for(i = 0; i < 8; i++) 
        printf("%d ", coins[i]); 

    printf("\n"); 

    return 0; 
} 

void compare(int coins[], int i, int j, int k) { 
    if(coins[i] > coins[k]) 
        printf("\n假币 %d 较重", i+1); 
    else 
        printf("\n假币 %d 较轻", j+1); 
} 

void eightcoins(int coins[]) { 
    if(coins[0]+coins[1]+coins[2] == 
       coins[3]+coins[4]+coins[5]) { 
        if(coins[6] > coins[7]) 
            compare(coins, 6, 7, 0); 
        else 
            compare(coins, 7, 6, 0); 
    } 
    else if(coins[0]+coins[1]+coins[2] > 
            coins[3]+coins[4]+coins[5]) { 
        if(coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 2, 5, 0); 
        else if(coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 0, 4, 1); 
        if(coins[0]+coins[3] < coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 1, 3, 0); 
    } 
    else if(coins[0]+coins[1]+coins[2] <
            coins[3]+coins[4]+coins[5]) { 
        if(coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 5, 2, 0); 
        else if(coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 3, 1, 0); 
        if(coins[0]+coins[3] < coins[1]+coins[4]) 
            compare(coins, 4, 0, 1); 
    } 
} 


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