فهم مثال [مغلق

Question

def solve(numLegs, numHeads):
    for numChicks in range(0, numHeads + 1):
        numPigs = numHeads - numChicks
        totLegs = 4*numPigs + 2*numChicks
        if totLegs == numLegs:
            return [numPigs, numChicks]
    return [None, None]

def barnYard(heads, legs):
    pigs, chickens = solve(legs, heads)
    if pigs == None:
        print "There is no solution."
    else:
        print 'Number of pigs: ', pigs
        print 'Number of Chickens: ', chickens

أنا أتعلم بيثون وصادف هذا المثال ، هل يمكن لشخص ما أن يوضح باللغة الإنجليزية البسيطة (أو الكود الزائف) ما الذي يفعله هذا الخط حسب الخط.

شكرا جزيلا

Answer 1

solve يتم حساب عدد الفراخ (رأس واحد ، ساقين) وعدد الخنازير (رأس واحد ، 4 أرجل) يستغرق إجمالي عدد الرؤوس والساقين.

يستخدم "قوة وحشية" ، أي ، إلى أقصى حد ، النهج:

• إنه يحاول حتى عددًا محتملًا من الكتاكيت من لا شيء على الإطلاق إلى أكبر عدد ممكن من الرؤوس (هذا هو دور الحلقة for numChicks in range(0, numHeads + 1):, ، حيث range يعطي الأعداد الصحيحة من قيمة البداية المدرجة في قيمة النهاية المستبعدة) ؛
• لكل معطى numChicks إنه يحسب عدد الخنازير التي ستكون هناك لإعطاء العدد المطلوب من الرؤوس ، بالبيان numPigs = numHeads - numChicks
• ثم يحسب عدد الساقين الكلي التي ستحصل عليها تلك الكتاكيت والخنازيرtotLegs = 4*numPigs + 2*numChicks
• ثم يتحقق إذا كان totLegs يساوي الرقم المطلوب: إذا كان الأمر كذلك ، فإنه يعيد قائمة مع عنصرين ، أعداد الكتاكيت والخنازير التي تحل المشكلة
• أخيرًا ، إذا كانت "تقع أسفل" من for حلقة دون إرجاع قيمة حتى الآن ، فهي تعرف أنه لا يوجد حل ، ويدل على ذلك من خلال إرجاع قائمة كل من عنصرين None.

barnYard فقط مندوب الحل solve, ، ويطبعها بطريقة لطيفة قابلة للقراءة ، إما "لا يوجد محلول" أو كأعداد مزينة بشكل جيد من الكتاكيت والخنازير.

الآن ، لمواصلة التقدم ، اسأل نفسك إذا solve يمكن أن تكتب بشكل أكثر كفاءة. من الواضح أنه لا يوجد حل إذا كان عدد الأرجل أقل من ضعف عدد الرؤوس ، أو أكثر من أربعة أضعاف عدد الرؤوس ، أو غريب - ربما solve يمكن اختبار تلك القضية والعودة [None, None] فورا. هل يمكنك رمز ذلك ...؟

قد لا يكون ذلك واضحًا ، لكن كل مجموعة أخرى من أعداد الرؤوس والساقين لها حل - وهناك طريقة للعثور عليه فقط عن طريق الحساب ، دون حلقة. فكر في الأمر ، ربما بمساعدة جبر المدارس المتوسطة الابتدائية ...

Answer 2

يلمح أليكس مارتيلي إلى حل جبري سأدرجه هنا من أجل الاكتمال. يمكن وضعه مع استخدام المعادلات المتزامنة. كونه حلًا رياضيًا بسيطًا ، فربما يكون أسرع ، على الأقل ل كبير أعداد الساقين والرؤوس :-)

يترك:

• H يكون عدد الرؤوس ؛
• L يكون عدد الأرجل ؛
• C يكون عدد الفراخ. و
• P يكون عدد الخنازير.

منح C و P, ، يمكننا حساب المتغيرين الآخرين مع:

H =  C +  P (1)
L = 2C + 4P (2)

سوف التفاصيل كل خطوة في الحسابات أدناه. لا شك في أن المميل الرياضي يمكن أن يشير إلى أنه يمكن دمج الخطوات ، لكنني أفضل أن أكون صريحًا. من (1) ، يمكننا حساب:

   H = C + P
=> 0 = C + P - H       [subtract H from both sides]
=> 0 = H - C - P       [multiply both sides by -1]
=> P = H - C           [add P to both sides] (3)

واستبدل ذلك في (2):

    L = 2C + 4P
=>  L = 2C + 4(H - C)   [substitute H-C for P]
=>  L = 2C + 4H - 4C    [expand 4(H-C) to 4H-4C]
=>  L = 4H - 2C         [combine 2C-4C into -2C]
=>  0 = 4H - 2C - L     [subtract L from both sides]
=> 2C = 4H - L          [add 2C to both sides]
=>  C = 2H - L/2        [divide both sides by 2] (4)

الآن لديك صيغتان ، يمكن أن تحسب عدد الفراخ من الرأس والساقين (4), والآخر يمكن حساب عدد الخنازير من الفراخ والرؤوس (3).

لذا ، إليك رمز Python للقيام بذلك ، مع الشيكات المناسبة للتأكد من أنك لا تسمح لبعض الحلول الرياضية الأكثر غرابة ، مثل الرؤساء و 7 أرجل تعطينا خنزير ونصف مع نصف كتكوت ، أو رأس واحد و 1 رأس 12 أرجل تعطي 5 خنازير و -4 فراخ :-)

def solve (numLegs, numHeads):
    # Use the formulae (these make integers).
    chicks = numHeads * 2 - int (numLegs / 2)
    pigs = numHeads - chicks

    # Don't allow negative number of animals.
    if chicks < 0 or pigs < 0:
        return [None, None]

    # Don't allow fractional animals.
    if chicks * 2 + pigs * 4 != numLegs:
        return [None, None]
    if chicks + pigs != numHeads:
        return [None, None]

    return [pigs, chicks]

بالطبع ، إذا مررت بأرقام كسرية من الرأس أو الساقين ، فكل الرهانات متوقفة. إليك برنامج اختبار كامل حتى تتمكن من تجربة القيم المختلفة لضمان إرجاع كلتا الطريقتين نفس القيم:

import sys

def usage (reason):
    print "Error: %s"%(reason)
    print "Usage: solve <numHeads> <numLegs>"
    sys.exit (1);

def solve1 (numLegs, numHeads):
    for numChicks in range (0, numHeads + 1):
        numPigs = numHeads - numChicks
        totLegs = 4 * numPigs + 2 * numChicks
        if totLegs == numLegs:
            return [numPigs, numChicks]
    return [None, None]

def solve2 (numLegs, numHeads):
    chicks = numHeads * 2 - int (numLegs / 2)
    pigs = numHeads - chicks
    if chicks < 0 or pigs < 0:           return [None, None]
    if chicks * 2 + pigs * 4 != numLegs: return [None, None]
    if chicks + pigs != numHeads:        return [None, None]
    return [pigs, chicks]

if len (sys.argv) != 3:
    usage ("Wrong number of parameters (%d)"%(len (sys.argv)))

try:    heads = int (sys.argv[1])
except: usage ("Invalid <numHeads> of '%s'"%(sys.argv[1]))

try:    legs = int (sys.argv[2])
except: usage ("Invalid <numLegs> of '%s'"%(sys.argv[2]))

print "[pigs, chicks]:"
print "  ", solve1 (legs, heads)
print "  ", solve2 (legs, heads)

Answer 3

إنه يكرر من خلال كل مجموعة ممكنة من الخنازير والدجاج (مع العدد المحدد من الرؤوس) حتى يجد واحدة لديها العدد الصحيح من الأرجل ، ثم يعيد أعداد الخنازير والدجاج. إذا تمر عبر كل مجموعة دون العثور على إجابة صالحة ، فإنها تعود [لا شيء ، لا شيء] للإشارة إلى الفشل.

Answer 4

بشكل أساسي، solve هل يكرر كل مجموعة ممكنة من الدجاج والخنازير ، وعندما يجد تطابقًا ، وإعادته.)

يجب على numchickens + numpigs مساواة الأرقام ، بحيث يتحقق من كل numchickens من 0 إلى numheads (هذا ما for range(0,NumHeads+1) هل) ، ويضع numpigs ليكون numheads-numchickens.

من هناك ، إنها مجرد مسألة ضرب عدد القدمين ، ومعرفة ما إذا كانت تتطابق.

Answer 5

في الأساس ، تحاول معرفة الإجابة على المشكلة ، "كم عدد الدجاج والخنازير الموجودة في الفناء إذا كان هناك رؤوس X وساقين Y في الفناء؟" ال for numChicks in range(0, numHeads + 1):يقوم الكود بإنشاء متغيرات numchicks ، ودورات من خلالها من numchicks = 0 إلى numchicks = numheads. (ملاحظة: لا تتضمن وظيفة النطاق أعلى قيمة).

لكل عدد من numchicks ، يتحقق لمعرفة ما إذا كان هذا numchicks وقيم numpigs المقابلة يأتي بالقيمة الصحيحة لـ numlegs. ستكون Numheads صحيحة دائمًا لأن Numchicks + numpigs = numheads ، ولكن Numlegs تختلف بناءً على التوزيع - وبالتالي الحلقة. إذا تم العثور على الحل في أي وقت (عند Totlegs == numlegs) ، يتم إرجاع هذه القيمة. إذا تم الانتهاء من الحلقة بأكملها ولم يتم العثور على حل ، فسيتم إرجاع القائمة [لا شيء ، لا شيء] ، مما يعني أنه لا يوجد حل لهذا المدخلات.