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  给你四道选择题每次确认答案后会告诉你答对的题数最少需要多少次可以确定猜出正确答案?星云的彼端           ★★★ 【字体:  
给你四道选择题每次确认答案后会告诉你答对的题数最少需要多少次可以确定猜出正确答案?星云的彼端
作者:佚名    游戏新闻来源:本站原创    点击数:    更新时间:2024/3/31    

  最强皇女输入1按照“4道题,每道题0/1两个选项”的规则进行。输入2的话可以自己指定题目数量(choices)和每道题的选项范围(range,0到某个数),也就是n道题,每道题有k个选项的情况。

  猜测正确答案时,输入你所猜测的数字串即可。如果range超过9,那么这些数字之间用空格隔开。猜中了的话会提示:

  回到问题本身,先从最简单的情况考虑吧,如果是4道判断题,每次提交以后可以获知正确的数量,最少要提交多少次能确保知道正确答案呢?

  每个0都可以替换成1,如果我们把每个题选择不同的选项,看作在一个维度上的变化的话,所有可能的答案就构成了……

  点的坐标不是随便标的。你会发现,任何两个相邻的点,它们都只需要沿着棱移动一次(切换一个坐标分量)就能到达对方。类似地,某个点沿着棱移动两次,一定会到达一个“与自己有两个坐标不同”的另一个答案,除非沿着相同的棱走了个来回,那它又会变成自己。

  我们定义“某个点需要沿着棱移动至少多少次,才能到达另一个点”为这两个点之间的“距离”。于是,0000到1000的距离为1,到1100或者0110的距离为2,到1011或者0111的距离为3,到1111的距离为4。沿一条棱移动一次,就是将这个点的某一个坐标翻转(0变成1,1变成0)。

  显然,4个坐标都翻转只可能有一种情况。不妨将与某个点G距离为4的点称为这个点的“对称点”G。

  定理2:任选一个点G与另一个点A(可以与G重合),则G到A的距离+G到A的距离=4

  可以看出,翻转G的一部分坐标来到点A,再翻转剩余的坐标,就会来到它的对称点G,而两次翻转的坐标数量之和就是坐标的总数4个。

  提交一次答案后可以得知正确的数量,换个说法,我们知道了这个答案中错误的数量(4-正确的数量),而此数量就是我们所提交的答案与正确答案之间的“距离”。

  所有的答案都是对称的。对于这样的单位超立方体来说,它有着无与伦比的对称性。我们总有办法旋转它,让任意一个点移动到0000这个位置来。那不妨我们的猜测就从G1=0000开始,此时,正确答案可能位于16个点中的任意一个上,我们就把它叫做G0。

  第一次猜测,根据错误数量,我们知道了G0与G1的距离。这个距离如果是0或者4,那游戏已经结束了,因为距离为0的点就是G1自己,说明我们已经达到了目标;而距离为4的点也只有一个,即G1的对称点G1=1111,因此无论这一次猜测正确与否,我们都知道了正确答案所在的位置。

  剩下的情况,我们可能知道G0离我们还有1~3距离。接下来就要考虑,你的下一次猜测,G2,和G1的距离是多少会比较好。将G2定为G1的对称点是没有意义的,根据定理2,将G1的对称点G1选作G2,那么G2与G0的距离一定会变成4-(G0与G1的距离),丝毫不能为我们提供任何额外的信息。这就像是一组判断题,将所有的√与×翻转,正确的数量一定是原来错误的数量,毫无指导意义。

  进一步,我们可能会想选择一个距离G1为3的G2,根据定理2可以知道这样选择的G2,它的对称点G2与G1的距离是1。而G2与G2到G0的距离之和为固定的4,那我们完全可以在初次选择G2时就选择这个G2,不会有任何信息损失。

  所以,我们的G2应该选在与G1距离为1或者2的位置。事实上,让G2与G1距离为2是最好的,在接下来的讨论中你很快就能发现这一点。迄今为止,我们除了G1与G0的距离外还没有获得任何其他信息,因此G2的选择是相当随意的。让我们就选择1010这个点吧,也就是最靠近我们的正方形的右上角这个点。

  这对应了“提交答案0000,返回正确答案数为3”的情况。你可能会想依次尝试和G1距离为1的4个点,这么做确实可以保证得到正确答案,但不是必需的。

  注意,G1=0000到G2=1010有两条路径可以选,分别经过1000与0010这两个点,它们是唯二的与G1和G2距离同时为1的点。同样,从G1到G2=0101也有两条路径,分别经过0100和0001,它们也是唯二的与G1和G2距离同时为1的点。这4个点也覆盖了与G1距离为1的所有情况。据此,我们选择了G2=1010并提交答案以后,可以获知G0与G2以及G0与G2的距离,而这两个距离中必然有一个是1(另一个则是3)。如果G0和G2的距离是1,那么只需要再测试一次G3=1000,观察它和G0的距离是0(那么G0=1000)还是2(那么G0=0010)就可以得到答案。对于G0到G2的距离是3的情况,则只要将G3设为G1与G2之间的两点中的一个,也同样一定能得到答案。

  这对应了“提交答案0000,返回正确答案数为1”的情况。根据定理2,G1即1111到G0的距离一定是1,而我们选择G2=1010同样满足G2到G1的距离为2,也就是化归成了上一种情况,只要将所有的G1换成G1来分析即可。

  这种情况会稍微麻烦点,因为和G1、G2距离同时为2的点总共有4个,分别是1100、0110、0011和1001:

  而且,这4个点相当地对称。从16个点中选择任意一个点,它到这4个点的总共4个距离中都至少有两个是相等的。好在我们选择的G3只要避开G1、G1、G2、G2,它到这4个点的距离就不会全部相等(有两个相等,另两个分别是1和3或者分别是0和4,亦或是两个1和两个3,这暗示我们至少还需要提交两次答案)。

  不妨选择G3=1001,此时得到的距离G0G3可能是0(G0=1001)或者4(G0=0110),这时候我们已经得到了答案;另外也可能是2,说明G0=1100或者G0=0011,那就还需要一次提交G4=1100,根据G0G4是0还是4决定最终G0的位置。

  所以,要确保知道正确答案,我们至少需要提交4次。(如果一定要提交一次正确答案才算完成的线次,这对应了上面讨论中最后G4与G0的距离仍然是4的情况)。

  写完啦!虽然这可能有点文不对题(如果题目预设了选择题都有4个选项的话),不过至少针对每题只有两个选项的情况,这应该是严谨的、构造性的一个证明了吧。还附赠了一个小游戏呢,不打算点个赞么~

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