PHP算法之过河问题

方法一:动态规划

<?php
echo "过桥问题--动态规划\n";
fwrite(STDOUT,'请输入每个过桥人(人数>=2)的时间,用空格隔开:');
$a=fgets(STDIN);
$speed=array_map(function ($v){ return intval($v);}, array_filter(explode(' ',$a)));
$status=['left'=>array_keys($speed),'right'=>[],'candle'=>'left','sumTime'=>0,'path'=>'0','comment'=>'开始'];
$end=[];
$i=0;
$result=[];
gep_bridge($status);
$path=explode(',',$end['path']);
foreach ($path as $v){
    echo "{$result[$v]['comment']}\n";
}

function gep_bridge($status){
    global $i;
    global $result;
    global $speed;
    if(!judge($status)){#判断是否已全部过河
        return;
    }
    $result[$i]=$status;
    if($status['candle']=='left'){//灯在左边
        $c=C($status['left']);//列出左边所有的两人组合
        foreach ($c as $v){
            $time=max($speed[$v[0]],$speed[$v[1]]);//本次过河需要的时间
            $newStatus['left']=array_diff($status['left'],$v);//左边剩余的人
            $newStatus['right']=array_merge($status['right'],$v);//右边已过河的人
            $newStatus['sumTime']=$status['sumTime']+$time;//当前策略用时
            $newStatus['candle']='right';//灯在河右边
            $i++;
            $newStatus['path']=$status['path'].','.$i;//记录策略
            $newStatus['comment']="第".($v[0]+1)."个人和第".($v[1]+1)."个人过河,用时{$time},总用时{$newStatus['sumTime']}";//这里只是为了结果更直白
            gep_bridge($newStatus);//把这个策略节点当做新的节点,递归处理
        }
    }else{//灯在右边,这里还可以优化,在当前问题中,每次返回送灯的人肯定是速度最快的人,没必要列举所有情况。
        foreach ($status['right'] as $v){
            $time=$speed[$v];
            $newStatus['left']=array_merge($status['left'],[$v]);
            $newStatus['right']=array_diff($status['right'],[$v]);
            $newStatus['sumTime']=$status['sumTime']+$time;
            $newStatus['candle']='left';
            $i++;
            $newStatus['path']=$status['path'].','.$i;
            $newStatus['comment']="第".($v+1)."个人返回,用时{$time},总用时{$newStatus['sumTime']}";
            gep_bridge($newStatus);
        }
    }
}

//排列组合,返回所有两人组合
function C($arr){
    $count=count($arr);
    $result=[];
    for ($i=0;$i<$count-1;$i++){
        for ($j=$i+1;$j<$count;$j++){
            $result[]=[$arr[$i],$arr[$j]];
        }
    }
    return $result;
}

//判断是否结束
function judge($status){
    global $result;
    global $end;
    global $i;
    if(count($status['left'])==0){//如果左边没有人了,表示已经全部过河
        if(!$end || $status['sumTime']<$end['sumTime']){
            //如果还没有策略成功或者策略过河的时间比当前策略时间长,则保留当前策略为最优策略
            $end['sumTime']=$status['sumTime'];
            $end['path']=$status['path'];
        }
        $result[$i]=$status;
        return false;
    }
    foreach ($result as $v){
        if($v['left']==$status['left'] && $v['right']==$status['right'] && $v['candle']==$status['candle'] && $status['sumTime']>=$v['sumTime']){
            //判断当前状况有没有出现过,在本例中不会出现
            return false;
        }
    }
    return true;

}

运行结果

过桥问题--动态规划
请输入每个过桥人(人数>=2)的时间,用空格隔开:1 8 9 10
开始
第1个人和第2个人过河,用时8,总用时8
第1个人返回,用时1,总用时9
第3个人和第1个人过河,用时9,总用时18
第1个人返回,用时1,总用时19
第4个人和第1个人过河,用时10,总用时29

方法二:数学归纳

<?php
echo "过桥问题--归纳为数学问题,要么是最快者将最慢的2个送过桥,要么是最快的2个将最慢的2个送过桥\n";
fwrite(STDOUT, '请输入每个过桥人(人数>=2)的时间,用空格隔开:');
$a = fgets(STDIN);
$speed = array_map(function ($v) {
    return intval($v);
}, array_filter(explode(' ', $a)));
$result = [];

$sumTime = 0;
$num = count($speed);//未过桥人数
asort($speed);//对时间进行排序
$keys = array_keys($speed);
echo "开始\n";
while ($num > 0) {
    if ($num == 1) {//一个人
        $sumTime += $speed[$keys[0]];
        $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
    } elseif ($num == 2) {//两个人
        $sumTime += $speed[$keys[1]];
        $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[1]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[1]]},总用时{$sumTime}";
    } elseif ($num == 3) {//三个人
        $sumTime += $speed[$keys[1]];
        $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[1]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
        $sumTime += $speed[$keys[0]];
        $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人返回,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
        $sumTime += $speed[$keys[2]];
        $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[0]+2)."个人过河,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
    } else {//四个人 分两种情况
        //1最快的将最慢两人送过河
        $time1 = $speed[$keys[$num - 1]] + $speed[$keys[0]] * 2 + $speed[$keys[$num - 2]];
        //2最快的两人将最慢两人送过河
        $time2 = $speed[$keys[1]] * 2 + $speed[$keys[0]] + $speed[$keys[$num - 1]];
        if ($time1 < $time2) {
            $sumTime += $speed[$keys[$num - 1]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[$num-1]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[$num-1]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[0]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人返回,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[$num - 2]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[$num-2]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[$num-2]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[0]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人返回,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
        } else {
            $sumTime += $speed[$keys[1]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人和第".($keys[1]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[1]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[0]];
            $result[] = "第".($keys[0]+1)."个人返回,用时{$speed[$keys[0]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[$num - 1]];
            $result[] = "第{$keys[$num-1]}个人和第".($keys[$num-2]+1)."个人过河,用时{$speed[$keys[$num-1]]},总用时{$sumTime}";
            $sumTime += $speed[$keys[1]];
            $result[] = "第".($keys[1]+1)."个人返回,用时{$speed[$keys[1]]},总用时{$sumTime}";
        }
    }
    $num = ($num >= 3 ? $num - 2 : 0);
}
foreach ($result as $v){
    echo $v."\n";
}

运行结果

过桥问题--归纳为数学问题,要么是最快者将最慢的2个送过桥,要么是最快的2个将最慢的2个送过桥
请输入每个过桥人(人数>=2)的时间,用空格隔开:1 8 9 10
开始
第1个人和第4个人过河,用时10,总用时10
第1个人返回,用时1,总用时11
第1个人和第3个人过河,用时9,总用时20
第1个人返回,用时1,总用时21
第1个人和第2个人过河,用时8,总用时29
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,723评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,003评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,512评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,825评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,874评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,841评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,812评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,582评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,033评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,309评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,450评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,158评论 5 341
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,789评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,409评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,609评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,440评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,357评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容

  • 文/芽子 谁没有过年少轻狂,谁没有过堕落灰暗。总归会醒来,总归会迎来,属于自己的光明。 01 “你”不可能永远是“...
    Green芽子阅读 757评论 2 3
  • “我就那样,一直在等待着一个疯狂的日子。等待总是显得很漫长,我不怕等,我怕你不来。” #我总是习惯了等待,总想着...
    米米姐阅读 353评论 0 1
  • 听说今天九号线堵了。不过这也是常有的事,每一个屏蔽门前都排着十几号人,该来的地铁迟迟未出现,排的人越来越多。前段时...
    橘子是怪兽阅读 350评论 0 0
  • 重读《与神对话》,这些文字值得记录一下。 人类行为在最深层次上无不受到两种情感(怕或爱)之一的驱使。情感实际上只有...
    稻子笑阅读 2,121评论 0 0