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图解25匹马的选马问题

题目一:对于25匹马,有一个赛场,赛场有5个跑道,不使用计时器(也就是每次比赛只得到本次的比赛的顺序),试问最少比多少场才能选出最快的三匹马

 

思路:

 

0)5场:这个题相对比较简单,25匹马至少要全部参加比赛,所以把25匹马分成5组进行比赛。这样我们就可以得到比赛结果如下:

1)选整体第1名:现在我们要选整体第一名,可能成为整体第1名的马匹为:{A1、B2、B3、B4、B5},那么第6场比赛为[A1,B1,C1,D1,E1

 

比赛结果:第6场得到整体第1

 


2)选整体第23名:根据矩阵关系,可知可能成为整体第2名的马匹为:{A2、B1},可能成为整体第3名的马匹为{A2、A3、B1、B2、C1,所以第7场比赛为[A2,B1,A3,B2、C1

 

比赛结果:第7场得到整体第23

 

 

可能你对上面红色字体不是特别理解,换种思路来说:

 

整体前1名可能出现范围:A1

整体前2名可能出现范围:A2、B1

整体前4名可能出现范围:A1、A2、B1

整体前7名可能出现范围:A1、A2、A3、B1、B2、C1

... ...

 

自己画一下就可以知道里面的规律




题目二:对于25匹马,有一个赛场,赛场有5个跑道,不使用计时器(也就是每次比赛只得到本次的比赛的顺序),试问最少比多少场才能选出最快的五匹马?(第一题是选前三名)

 

 

思路一:(简单的,竞标赛排序)

 

所谓简单,一般都有些蛮力的味道。所有优化,一般都会借助上一次的结果优化下一次的操作。

 

简单的思路关键词是:替换思想(用已选出的赛马替换掉选出的马)

 

0)和题目一思路一样,我们需要5场比赛来得到25匹马的基本顺序。

 


1)开始选马

 

6场:选整体第1-->参赛马为[A1,B1,C1,D1,E1-->假设选出的整体第1名为A1

7场:第选整体第2-->参加在为[A2B1,C1,D1,E1-->假设选出的整体第1名为B1

8场:选整体第3-->参加在为[A2,B2,C1,D1,E1-->假设选出的整体第1名为A2

9场:选整体第4-->参加在为[A3,B2C1,D1,E1-->假设选出的整体第1名为C1

10场:选整体第5-->参加在为[A3,B2C2,D1,E1-->假设选出的整体第1名为C2

.....

25场:选整体第202122232425

 

所以使用竞标赛排序思想(替换策略),选出前5名需要10场比赛

 

 

思路二:

 

再重复一句:所谓简单,一般都有些蛮力的味道。所有优化,一般都会借助上一次的结果优化下一次的操作。

 

那么优化后的选马方案为:

 

0)5场仍然是比赛得到5组马匹的基本序列

 


1)6场:参赛马为[A1,B1,C1,D1,E1](比赛后假设A1>B1>C1>D1>E1

 

比赛结果:第6场得到整体第1名A1

 


 

2)7场:我们继续分析可能为整体第2名的马为{A2B1},可能为整体第3名的马为{A2、A3、B1、B2、C1}。此时我们可以知道其实只需要比较[A2,A3,B1,B2,C1]就可以得到第23名了(回想一下刚才使用简单替换思想,第6场比赛[A2,B1,C1,D1,E1],其中D1、E1根本不可能是整体第2名的)

 

比赛结果:第7场得到整体第23

 


 

3)问题来了,第7场得到23名,但是不能确定是哪两匹马。所以我门要列举一下第23名可能的情况(一共5种):

A2,A3

A2,B1

B1,A2

B1,B2

B1,B3

 

3.1) 对于第一种情况:A2,A3

那么整体第4名可能为:{A4B1

如果第4名为A4,整体第5名可能为{A5、B1

如果第4名为B1,整体第5名可能为{B2、C1

 

很明显,我们只需要一场比赛(第8场)就可以确定整体第34名,参赛马为:[A4,B1,A5,B2,C1


 

 

3.2)对于第二种情况:A2、B1

那么整体第4名可能为A3、B2、C1

如果整体第4名为A3,整体第5名可能为{A4、B2、C1

如果整体第4名为B2,整体第5名可能为{A3、B3、C1

如果整体第4名为C1,整体第5名可能为{A3、B2、C2、D1

 

那么我们要向得到整体第45名的马匹,就需要比较[A3,A4,B2,B3,C1,C2,D1],很明显需要2场比赛(第89场)才能分出胜负

 


剩下的3种情况类似,选出前5匹马,至少8场,最多9

图解25匹马的选马问题