2、小白鼠测毒问题共有8瓶水有且只有1瓶水有毒用小白鼠做实验若水有毒则1滴即可致死但药效发挥需要2小时。请问:最少用几只小白鼠能在2小时内测出哪瓶有毒?请选择适当的形式描述解决该问题的算法。选做使用Python实现该问题的自动求解即输入水瓶数量后自动求解出所需小白鼠的最少数量。
算法描述:
- 将8瓶水编号为0~7,将每个编号转换为二进制,若该二进制数中第n位为1,则将第n瓶水加入该组。
- 将所有组按照二进制数中1的个数从小到大排序,依次进行实验。
- 对于每个组,选取一只小白鼠,将该组中的所有水混合后喂给该小白鼠,观察2小时后该小白鼠是否死亡。
- 根据小白鼠的死亡情况,排除不可能有毒的水,重复步骤2~3,直到剩余一瓶水,即为有毒的水。
Python代码:
import itertools
def get_mouse_num(bottle_num):
# 将8瓶水编号为0~7
bottles = list(range(bottle_num))
# 将每个编号转换为二进制,得到所有可能的组合
groups = [list(map(int, bin(i)[2:].zfill(bottle_num))) for i in range(2**bottle_num)]
# 按照二进制数中1的个数从小到大排序
groups.sort(key=lambda x: x.count(1))
# 依次进行实验
for group in groups:
mouse_num = group.count(1)
for mice in itertools.combinations(range(mouse_num), 1):
# 将该组中的所有水混合后喂给该小白鼠
mixed_bottles = [bottles[i] for i in range(bottle_num) if group[i] == 1]
# 观察2小时后该小白鼠是否死亡
if len(mixed_bottles) == 1:
return mouse_num
return None
bottle_num = 8
print(get_mouse_num(bottle_num))
``
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