一位旅行家、两名将军、四份礼物和五个哲学家

作者: 孙鹏

来源: 原创

发布日期: 2017-08-24

本文通过四个有趣的故事,探讨了计算机领域中的四个问题:旅行推销员问题、两个将军的问题、四份礼物的问题和哲学家就餐问题。这些问题分别代表了不同领域的研究,旨在引发读者的思考和讨论。

科学并非枯燥的一成不变。很多科学中的理论都能用这些有趣的问题进行描述而引发讨论和思考。甚至有很多科学的理论都来自于看似天马行空的思想实验。今天我要跟大家分享的是计算机领域中的四个有趣问题,它们各自代表了不同领域的研究。

我们的故事要从一位旅行家开始,这位旅行家叫做奇奇,他的每一次出行都肩负着特殊的使命:推销产品。他的日记本里记录着一系列的目标城市和城市之间的距离。但他遇到了一个难题,为了提高推销的效率,他需要知道从起点出发,访问每一座城市一次并回到起始城市的最短路径。这个问题听起来很简单,但是想要得到一个优化的解法却相当困难。

奇奇能想到的最简单的方法是对所有可能性都尝试一遍,但他发现这是最难执行的解法,因为问题的复杂度是呈指数级增长的。当城市节点多了之后无疑使这种解法需要很长的时间。经历了一番智力搏斗后,奇奇决定求助于高级程序员小村师兄。小村师兄的思路在复杂度理论中被定为NPC问题,这个问题在现在还没有找出一个可以在多项式级时间内解决的算法。

这个故事的主角依旧是奇奇和小村,不过他们不再是旅行家和程序员,而是两名威风凌凌的将军,他们都效忠于C军队。C军队筹谋已久,准备出兵从东西两面夹攻宿敌O军队。东面军队由奇奇将军带领,而西面军队则由小村将军统领。现在,两位将军想要统一进攻的时间,需要相互通信,并由信使携带信息在东西两个军团来回传信。但问题是东西两个军团中间隔着O军队,信使有可能会在送信的途中被逮捕后枪毙。

奇奇从梦中醒来,发现已是早上九点,他不得不从刚才的将军梦中回到现实。他得以最快的速度洗漱赶往火车站,今天为了推销产品他特定筹划了一场活动。抵达活动现场后,他告诉围观的人群:“我在桌上放有四份礼物A、B、C和D。A和B是普通奖,C和D是大奖。得奖的方式很简单。如果你做一个正确的声明我就给你A或者B作为奖励。如果你做一个错误的声明我就给你C或者D作为奖励。”

如果有五个哲学家坐在圆桌旁就餐,那么可以想象到画面定是他们之间的唇枪舌战。但是,今天的圆桌上多了一个规定,坐下就餐的人只能做两件事情:吃饭或者思考,无法相互交流。两者必须交替进行。每两个哲学家中间有一个叉子,而他们每个人必须用两个叉子吃饭,也就是说必须在左右两边的叉子都空闲,并且拿起来的时候才能开始吃饭。

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