小学数学烙饼问题公式
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小学数学烙饼问题公式
小学数学的烙饼问题是一个经典的数学问题,也是一个非常有趣的问题。
在这个问题中,我们需要根据一组不同大小的烙饼,通过翻转烙饼的
顺序,使其从大小不同的顺序变成大小相同的顺序。
本文将详细介绍烙饼
问题的公式及解法。
首先,我们来定义一些符号。
假设有 n 个大小不同的烙饼,编号从
1 到 n,其中编号 n 的烙饼是最大的。
我们用 flip(i) 来表示翻转烙饼
的操作,即将编号为 i 的烙饼翻到最上面。
另外,我们用 p(i) 来表示
烙饼 i 在当前排列中的位置。
那么烙饼问题的公式可以描述为:
flip(i) 翻转后,编号为 i 的位置变成了 1
flip(i) 翻转后,编号为 1 的位置变成了 p(i)。
根据这个公式,我们可以得到一些结论:
当p(i)=1时,烙饼i已经在正确的位置上了,无需再进行操作。
当 p(i) = n 时,烙饼 i 在当前排列中的位置是最大的,也就是说,烙饼 i 在当前排列中就是最上面的烙饼,我们只需要进行一次 flip(i)
的操作,就可以将烙饼 i 翻到最上面的位置。
当 p(i) 不等于 1 或 n 时,我们可以先进行一次 flip(i),将烙饼
i 翻到最上面的位置,然后再进行一次 flip(p(i)),将烙饼 p(i) 翻到
最上面的位置。
这样就将烙饼 p(i) 翻到了正确的位置上,也就是编号为
1 的位置。
接下来,我们只需要对编号为
2 到 n 的烙饼子问题进行递归
处理即可。
根据上面的公式和结论,我们可以得到一个递归的算法来解决烙饼问题。
具体的算法步骤如下:
定义一个数组 pancakes,用来表示当前的烙饼排列。
定义一个数组 flips,用来记录之前的所有翻转操作。
定义一个函数 solve(pancakes),用来解决当前的烙饼子问题。
判断当前烙饼排列是否已经排好序,如果是,则算法结束。
循环遍历烙饼排列,对于每一个位置i,做以下操作:
如果 pancakes[i] 不等于 i,则执行翻转操作,将 pancakes[i] 翻
到最上面的位置。
执行翻转操作,将 pancakes[i] 翻到最上面的位置。
执行翻转操作,将最上面的烙饼翻到 pancakes[i] 的位置。
更新 flips 数组,将之前的翻转操作和当前的翻转操作合并在一起。
递归调用 solve(pancakes[2:]),解决剩余的烙饼子问题。
根据上面的算法步骤,我们可以用 Python 代码来实现解决烙饼问题
的函数:
def solve(pancakes):
#判断当前烙饼排列是否已经排好序
is_sorted = all(pancakes[i] == i for i in range(1,
len(pancakes)))
if is_sorted:
return []
min_flips = []
min_flips_len = float('inf')
for i in range(1, len(pancakes)):
# 执行翻转操作,将 pancakes[i] 翻到最上面的位置
flip(pancakes, i)
# 执行翻转操作,将最上面的烙饼翻到 pancakes[i] 的位置
flip(pancakes, 1)
# 递归调用 solve(pancakes[2:]),解决剩余的烙饼子问题
flips = solve(pancakes[2:])
# 更新 flips 数组,将之前的翻转操作和当前的翻转操作合并在一起
flips.append(i)
flips_len = len(flips)
if flips_len < min_flips_len:
min_flips = flips
min_flips_len = flips_len
return min_flips
def flip(pancakes, k):
# 翻转 pancakes[0:k]
pancakes[0:k] = pancakes[0:k][::-1]
使用上面的 solve 函数,可以解决任意大小的烙饼问题。
在实际使用中,可以先将烙饼问题转化为一个数组,然后再调用 solve 函数获取最少的翻转操作。