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题目

有一种玻璃杯质量确定但未知,需要检测。
有一栋100层的大楼,该种玻璃杯从某一层楼扔下,刚好会碎。
现给你两个杯子,问怎样检测出这个杯子的质量,即找到在哪一层楼刚好会碎?

解答

方案一:二分法

从 50 楼扔下,没碎的话,再扔 75 楼,再没碎我扔 88 楼,依次下去貌似很快就可以锁定楼层。

不过,很不巧,第一次从 50 层楼扔下去就碎了,这个时候就只能从 1 层开始慢慢的的一层一层地扔,如果杯子的质量是刚好在 49 层碎掉的话,那么最差的情况是需要扔 50 次。

方案二:分段查找区间法

核心点:先分区间的扔,再慢慢地一层一层地扔。

举个例子:先从第 10 楼扔,再从第 20 楼扔,依次下去,如果到某一层碎掉,比如 60 层碎掉了,我再从 51 楼开始扔,这样比前面的二分法更快,因为即使又很不巧,杯子的质量比较好,在 99 楼才会刚好碎掉。这样的话,在这种最差的情况下,也只需要扔 19 次就能找到目标楼层。

方案三:基于数学方程的方法

事实上,这算是一道趣味问题,可以从数学的角度进行分析。

假设最少尝试次数为 x ,那么,第一个杯子必须要从第 x 层扔下,因为:如果碎了,前面还有 x - 1 层楼可以尝试,如果没碎,后面还有 x-1 次机会。

如果没碎,第一个杯子,第二次就可以从 x +(x - 1)层进行尝试,这里加上 x - 1,是因为当此时,第一个杯子碎了,第二个杯子还有可以从 x + 1 到 ( x + (x - 1) - 1 ) 层进行尝试,有 x - 2 次机会。

如果还没碎,那第一个杯子,第三次从 x + (x - 1) + (x - 2)层尝试。不管杯子碎或者没碎,都有 x - 3 次尝试机会,依次类推。

那么经过 x 次的尝试可以确定最高的楼层为 x + (x - 1) + (x - 2) + … + 1 = x(x+1) / 2 。

那反过来,当最高楼层是100层,最少需要多少次呢?即 x(x+1)/2 >= 100, 得到 x >= 14 ,最少要尝试 14 次。

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