01 故事起源
一只小猴子边上有100根香蕉,此地距离它家50米,小猴想搬香蕉回家,但有以下几个条件:
- 每次最多搬运50根香蕉
- 每走1m就要吃掉一根香蕉
请问小猴子最多能把多少根香蕉搬回家?
02 初步思考
小猴子最多只能搬50根香蕉,那就搬起50根香蕉往家走。
可以发现,剩余香蕉和行走距离之间是线性关系。最终走到家,剩余香蕉数目为0根。
小猴子搬运香蕉的过程可以看成是运输过程,之所以出现上面的问题,就在于运输效率会线性下降,快到家时,虽然身上只有几根香蕉,但油耗(吃掉香蕉数目)依然不变。
因此解决的办法是通过中转来提高运输效率,尽量载满。
03 建立中转站
总共100根,所以转运最多2趟。而且小猴同学不用返回出发地,所以中转地与出发地之间往返3次。
中转是为了下一次能够一次运输完,所以到达中转地之后,香蕉数要小于等于50。
设到中转站距离开始位置x米,则100-3x<=50,x=17米。
所以第一次搬50到17米处吃掉17根香蕉,再拿17根香蕉返回出发地,此时中转站留下16根香蕉。第二次搬50根到中转站剩下33根,总共49根。然后拿上49根回家,还剩下16根。
04 深入思考
这里借用一下微分的思想,将中转无限分段,假设每隔1米转运1次,那么每一段之间都是往返3次。如果再把这些区间积起来,其实就和上面的思想一样了。
走到16米的地方还有一个特别的点。现在还有52根香蕉,距离家还有34米。此时只拿50根回家,不要多出的2根,也能搬回16根香蕉。
05 总结
这类问题最直观的第一感觉,就是越到后面阶段,运输效率越低,所以能想到中转。跟现实生活中的快递运输是一样的,快递也会有很多的中转站。中转站的设立是可以无限微分划区间,再用积分来计算,但这样就太复杂了,所以用分段的思想能解决大部分的问题。
文章来源:小K算法