【原创】蚂蚁爬杆问题之java实现

来源:互联网 发布:运用思维导图学编程 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 19:31

原题:

有一根27厘米长的木杆,在第3、7、11、17、23厘米处各有一只蚂蚁。木杆只能通过一只蚂蚁。开始时,蚂蚁的爬行方向随机,但它们在遇到另外一只蚂蚁之前,只能想前爬,不能回头。当任意两只蚂蚁相遇时,两只蚂蚁将同时调头往相反的方向前进。
问:所有蚂蚁离开木杆的最短和最长时间是多少?

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java代码:

 

package chan.puzzle;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

import chan.sort.Sort;

public class AntRun {
    
/**
     * 一根棍子上有若干蚂蚁,可以往各个方向爬;
     * 问左右蚂蚁最快和最慢爬下棍子的时间
     
*/

        
    
public static void main(String[] args) {
        
final int STICK = 27;//棍子长度
        final int[] a = {3,7,11,17,23};//蚂蚁初试位置
        int x = (int)Math.pow(2, a.length);//总共的可能性
        String[] direct = new String[x];
        
int[] times = new int[x];
        ArrayList
<Ant> ants = new ArrayList<Ant>();
    
        
for(int i: times)
            i 
= 0;
        
        
//用一个a.length位的二进制数来标识蚂蚁的行动方向
        for(int i=0;i<x;i++{
            String str 
= Integer.toString(i, 2);
            StringBuffer sb 
= new StringBuffer();
            
for(int j=0;j<a.length-str.length();j++)
                sb.append(
"0");
            sb.append(str);
            direct[i] 
= sb.toString();
        }

        
        
for(int i=0;i<x;i++{
            ants.clear();
            
for(int k=0;k<a.length;k++{
                ants.add(
new Ant(a[k]));
                ants.get(k).direct 
= (direct[i].charAt(k)=='1')? 1 : -1 ;    
            }
            
            
//ants run!
            while(!(ants.isEmpty())) {
                ant_run(ants);    
                times[i]
++;                
                changeway(ants);        
                complete(ants, STICK);
            }

            print(
""+(i+1)+"次所用的时间: " + times[i]);            
        }
//for    
        
        print(
"==============================");
        
        
//找出max和min
        Sort sort = new Sort();
        sort.setArray(times);
        sort.qSort(
0, times.length-1);
        print(
"花费最大时间为: "+times[0]);
        print(
"花费最小时间为: "+times[times.length-1]);
        
        
    }
//main
    
    
public static void changeway(ArrayList<Ant> list) {
        
for(int i=0;i<list.size()-1;i++{
            
if(list.get(i).position==list.get(i+1).position) {
                list.get(i).turn_around();
                list.get(i
+1).turn_around();
            }

        }

    }
//changeway
    
    
public static void complete(ArrayList<Ant> list, int goal) {
        Iterator iter 
= list.iterator();
        
while(iter.hasNext()) {
            Ant ant 
= (Ant)iter.next();
            
if((ant.position==0)||(ant.position==goal))
//                list.remove(ant);
                iter.remove();
        }

    }
//complete
    
    
public static void ant_run(ArrayList<Ant> list) {
        
for(Ant ant: list){
            ant.run();
        }

    }
//ant_run
    
    
public static void print(Object o) {
        System.out.println(o);
    }
//print

}
//AntRun

class Ant{
    
int direct ; //初始方向, 1, -1
    int position;   //初始位置  0 - 27
    
    
public Ant(int position) {
        
this.position = position;
    }
//Ant
    
    
public void run() {
        position
+=direct;
    }
//run
    
    
public void turn_around() {
        direct 
*= -1;
    }

    
}
//Ant

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注:本人不才,写的代码比较乱,且存在好多不合理之处。并,刚写完测试运行过就迫不及待的发来这里,并没有来得及进行优化。还请高手斧正!

声明:虽然代码不是很美观,但也是本人辛苦了一个上午的劳动成果。如转载,请著名原出处!谢谢!

 

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