1.问题描述 10个小孩围成一圈分糖果,老师分给第1个小孩10块,第2个小孩2块,第3个小 孩8块,第4个小孩22块,第5个小孩16块,第6个小孩4块,第7个小孩10块,第8个小 孩6块,第9个小孩14块,第10个小孩20块。然后所有的小孩同时将手中的糖分一半 给右边的小孩;糖块数为奇数的人可向老师要一块。问经过这样几次后大家手中的 糖一样多?每人各有多少块糖? 2.问题分析 根据题意,10个小孩开始时所拥有的糖果数是不同的,但分糖的动作却是相同 的,即“所有的小孩同时将手中的糖分一半给右边的小孩;糖块数为奇数的人可向老 师要一块”。因此,这是一个典型的可使用循环结构来解决的问题。 将老师开始给每个小孩分配的糖果数作为循环的初始条件,以“所有的小孩同时 将手中的糖分一半给右边的小孩;糖块数为奇数的人可向老师要一块”这个重复的动 作作为循环体,循环的结束条件为所有小孩手中的糖块数一样多。在循环体中,还 需要判断糖块数的奇偶性,奇偶性不同完成的操作也不相同,显然这需要使用一个 选择结构来实现。 3.算法设计 在问题分析中,我们已经确定了该问题使用循环结构来解决。那么如何存放每 个小孩初始时所拥有的糖果数呢?这里考虑使用数组来存放老师开始给每个小孩分 配的糖果数,因为有10个小孩,故定义一个长度为10的整型数组即可。在循环过程 中,糖果每经过一次重新分配,就打印输出一次,直到最后一次打印时,10个小孩 所拥有的糖果数都相同,此时结束循环。 4.确定程序框架 (1)定义整型数组存放初始条件
# sweet[0]=10表示第一个小孩的糖果数为10,以此类推
sweet = [10, 2, 8, 22, 16, 4, 10, 6, 14, 20]
将老师开始给每个小孩分配的糖果数存放到sweet数组中。 (2)循环结构实现框架
while (10个孩子手中的糖果数不相同): # 若不满足要求则继续循环
# 将每个孩子手中的糖果数平分为两份
for i in range(0, 10):
若为偶数则直接分出 半
if sweet[i] % 2 == 0: # 若为偶数则直接分出一半
sweet[i] = sweet[i] // 2
t[i] = sweet[i]
else: # 若为奇数则加1后再分出一半
sweet[i] = (sweet[i] + 1) // 2
t[i] = sweet[i]
# 将分出的一半糖果给右边的孩子
for n in range(0, 9):
sweet[n + 1] = sweet[n + 1] + t[n]
sweet[0] += t[9]
j += 1
printResult(sweet, j) # 输出当前每个孩子手中的糖果数
上面的代码在while循环结构中又包含了两个for循环。 while循环的循环条件为“10个孩子手中的糖果数不相同”,第一个for循环用来将 当前每个孩子手中的糖果分成一半,同时将分配结果保存在数组t中。在分配时注意 区分奇偶数糖果分配方式的不同。第二个for循环用来将每个孩子手中已分好的一半 的糖果给右边的孩子,由于第一个for循环中已经将每个孩子手中一半的糖果数保存 在t数组中了,因此可直接利用t数组中的值修改sweet数组中的对应元素值。又由 于“10个小孩围成一圈分糖果”,因此,sweet[9]右边的元素为sweet[0]。
(3)定义judge()函数 judge()函数用来判断每个孩子手中的糖果数是否相同。judge()函数的参数为整 型数组,它可以判断该数组中各个元素的值是否相同,如果数组中所有元素的值都 相同,则judge()函数返回值为0,否则judge()函数返回值为1。 judge()函数代码如下:
# 判断每个孩子手中的糖果数是否相同
def judge(candy):
for i in range(0,10):
if candy[0] != candy[i]:
return 1 # 不相同返回1
return 0 #相同返回0
?程序流程图如图所示。
5.完整的程序 根据上面的分析,编写程序如下:
#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @author : liuhefei
# @desc: 分糖果
# 判断每个孩子手中的糖果数是否相同
def judge(candy):
for i in range(0,10):
if candy[0] != candy[i]:
return 1 # 不相同返回1
return 0 #相同返回0
def giveSweets(sweet, j):
t = [0] * 10
while (judge(sweet)): # 若不满足要求则继续循环
# 将每个孩子手中的糖果数平分为两份
for i in range(0, 10):
if sweet[i] % 2 == 0: # 若为偶数则直接分出一半
sweet[i] = sweet[i] // 2
t[i] = sweet[i]
else: # 若为奇数则加1后再分出一半
sweet[i] = (sweet[i] + 1) // 2
t[i] = sweet[i]
# 将分出的一半糖果给右边的孩子
for n in range(0, 9):
sweet[n + 1] = sweet[n + 1] + t[n]
sweet[0] += t[9]
j += 1
printResult(sweet, j)
# 输出列表中每个元素的值
def printResult(s, j):
print("%4d" %j , end=" ")
k = 0
while k < 10:
print("%4d" % s[k], end=" ")
k += 1
j += 1
print()
if __name__=="__main__":
# 定义一个列表来存储老师给每个孩子分配的糖果数
# sweet[0]=10表示第一个小孩的糖果数为10,以此类推
sweet = [10, 2, 8, 22, 16, 4, 10, 6, 14, 20]
print("child 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10")
print("..........................................................")
print("次数 糖果数")
# 输出每个孩子手中的糖果数
j = 0
print("%4d" % j, end=" ")
for i in range(len(sweet)):
print("%4d" % sweet[i], end=" ")
print()
giveSweets(sweet,j) # 分糖果
6.运行结果 在PyCharm下运行程序,结果如图所示。从输出结果可知,经过17次分糖过 程后,10个孩子手中的糖果数相等,都为18块
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