Python求解爱因斯坦的鱼

其他 2018-09-02 20:21:14 阅读次数: 0

问题：

据说是爱因斯坦在20世纪初出的这个谜语

1. 在一条街上，有5座房子，喷了5种颜色。 2. 每个房里住着不同国籍的人。 3. 每个人喝不同的饮料，抽不同品牌的香烟，养不同的宠物。 问题是：谁养鱼？

提示：

1. 英国人住红色房子。

2. 瑞典人养狗。

3. 丹麦人喝茶。

4. 绿色房子在白色房子左面。

5. 绿色房子主人喝咖啡。

6. 抽Pall Mall 香烟的人养鸟。

7. 黄色房子的主人抽Dunhill香烟。

8. 住在中间房子的人喝牛奶。

9. 挪威人住第一间房。

10. 抽Blends香烟的人住在养猫的人的隔壁。

11. 养马的人住抽Dunhill香烟的人的隔壁。

12. 抽Blue Master 的人喝啤酒。

13. 德国人抽Prince香烟。

14. 挪威人住蓝色房子隔壁。

15. 抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居

思路：

思路其实很粗暴，直接列举出所有的情况，然后用15个提示验证，如果15个条件完全符合就找到答案。

  1. 房子共有颜色5种颜色，五种颜色的全排列是120种可能
  2. 加上 房子里住的人国籍不同，饮料不同，宠物不同，抽烟不同每种都有120种可能
  3. 所以共有120^{5}种可能，就是14883200000种情况，简单点就是248亿种可能，所有不优化直接跑会很慢。

1.这是第一次运行的程序，

直接用python跑的，我的机器是配置是windows系统 i7的cpu

import itertools
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, wait
import time


def handle(data):
    colour_inf = list(data[0])
    pet_inf = list(data[1])
    smoke_inf = list(data[2])
    drinks_inf = list(data[3])
    nationality_inf = list(data[4])

    # 8、住在中间房子的人喝牛奶
    if 'milk' != drinks_inf[2]:
        return -8

    # 9、 挪威人住第一间房
    if 'norway' != nationality_inf[0]:
        return -9

    # 1、英国人住红色房子
    index = colour_inf.index('red')
    if 'britain' != nationality_inf[index]:
        return -1

    # 2、瑞典人养狗
    index = pet_inf.index('dog')
    if 'sweden' != nationality_inf[index]:
        return -2

    # 3、丹麦人喝茶
    index = drinks_inf.index('tea')
    if 'denmark' != nationality_inf[index]:
        return -3

    ###################################################
    # 4、绿色房子在白色房子左面
    index = colour_inf.index('green')
    if 4 == index:  # 绿色房子在最后
        return -4
    if 'white' != colour_inf[index + 1]:
        return -4

    # 5、绿色房子主人喝咖啡
    if 'coffee' != drinks_inf[index]:
        return -5
    ####################################################

    # 6、抽Pall Mall 香烟的人养鸟
    index = smoke_inf.index('pallmall')
    if 'bird' != pet_inf[index]:
        return -6

    # 7、黄色房子主人抽Dunhill 香烟
    index = smoke_inf.index('dunhill')
    if 'yellow' != colour_inf[index]:
        return -7

    # 10、抽Blends香烟的人住在养猫的人隔壁
    index = smoke_inf.index('blends')
    cat_index = pet_inf.index('cat')
    if 1 != cat_index - index and -1 != cat_index - index:
        return -10

    # 11、养马的人住抽Dunhill 香烟的人隔壁
    index = smoke_inf.index('dunhill')
    horse_index = pet_inf.index('horse')
    if 1 != horse_index - index and -1 != horse_index - index:
        return -11

    # 12、抽Blue Master的人喝啤酒
    index = smoke_inf.index('bluemaster')
    if 'beer' != drinks_inf[index]:
        return -12

    # 13、德国人抽Prince香烟
    index = smoke_inf.index('prince')
    if 'germany' != nationality_inf[index]:
        return -13

    # 14、挪威人住蓝色房子隔壁 ----(以结合信息9判断,第二间房子为蓝色)
    if 'blue' != colour_inf[1]:
        return -14

    # 15、抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居
    index = smoke_inf.index('blends')
    water_index = drinks_inf.index('water')
    if 1 != water_index - index and -1 != water_index - index:
        return -15

    print('找到答案')
    print(data)
    exit()


if __name__ == "__main__":
    colour_list = list(itertools.permutations(['red', 'yellow', 'blue', 'white', 'green'], 5))
    pet_list = list(itertools.permutations(['cat', 'horse', 'fish', 'bird', 'dog'], 5))
    smoke_list = list(itertools.permutations(['pallmall', 'dunhill', 'bluemaster', 'blends', 'prince'], 5))
    drinks_list = list(itertools.permutations(['tea', 'water', 'coffee', 'beer', 'milk'], 5))
    nationality_list = list(itertools.permutations(['britain', 'denmark', 'norway', 'germany', 'sweden'], 5))

    num = 0

    for colour in colour_list:
            for pet in pet_list:
                for smoke in smoke_list:

                    start = time.time()

                    for drinks in drinks_list:
                        for nationality in nationality_list:
                            data_list = [colour, pet, smoke, drinks, nationality]
                            handle(data_list)
                    num += 1
                    end = time.time()
                    print("完成%d次计算用时:%0.4f,   完成进度%0.10f" % (num * 14400, end - start, num * 14400 / 24883200000))

这是结果，速度特别慢，跑了可能半晚上吧，因为自己计算时间的代码没写好，具体时间也不知到。


"""
完成6432004800次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584878472
完成6432019200次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584884259
完成6432033600次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584890046
完成6432048000次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584895833
完成6432062400次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584901620
完成6432076800次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584907407
完成6432091200次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584913194
完成6432105600次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584918981
完成6432120000次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584924769
完成6432134400次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584930556
完成6432148800次计算用时:0.0200,   完成进度0.2584936343
找到答案
[('yellow', 'blue', 'red', 'green', 'white'), 
('cat', 'horse', 'bird', 'fish', 'dog'), 
('dunhill', 'blends', 'pallmall', 'prince', 'bluemaster'), 
('water', 'tea', 'milk', 'coffee', 'beer'), 
('norway', 'denmark', 'britain', 'germany', 'sweden')]

Process finished with exit code 0
"""

2.第二次

第二次用pypy跑的程序，而且把元组转字典的操作放到了循环之外进行，跑到大概所有情况的25%就找到了答案，用时两分钟左右，

import itertools
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, wait
import time


def handle(data):

    # 8、住在中间房子的人喝牛奶
    if 'milk' != data[3][2]:
        return -8

    # 9、 挪威人住第一间房
    if 'norway' != data[4][0]:
        return -9

    # 14、挪威人住蓝色房子隔壁 ----(以结合信息9判断,第二间房子为蓝色)
    if 'blue' != data[0][1]:
        return -14

    # 1、英国人住红色房子
    index = data[0].index('red')
    if 'britain' != data[4][index]:
        return -1

    # 2、瑞典人养狗
    index = data[1].index('dog')
    if 'sweden' != data[4][index]:
        return -2

    # 3、丹麦人喝茶
    index = data[3].index('tea')
    if 'denmark' != data[4][index]:
        return -3

    # 6、抽Pall Mall 香烟的人养鸟
    index = data[2].index('pallmall')
    if 'bird' != data[1][index]:
        return -6

    # 7、黄色房子主人抽Dunhill 香烟
    index = data[2].index('dunhill')
    if 'yellow' != data[0][index]:
        return -7

    # 12、抽Blue Master的人喝啤酒
    index = data[2].index('bluemaster')
    if 'beer' != data[3][index]:
        return -12

    # 13、德国人抽Prince香烟
    index = data[2].index('prince')
    if 'germany' != data[4][index]:
        return -13

    ###################################################
    # 4、绿色房子在白色房子左面
    index = data[0].index('green')
    if 4 == index:  # 绿色房子在最后
        return -4
    if 'white' != data[0][index + 1]:
        return -4

    # 5、绿色房子主人喝咖啡
    if 'coffee' != data[3][index]:
        return -5
    ####################################################

    # 10、抽Blends香烟的人住在养猫的人隔壁
    index = data[2].index('blends')
    cat_index = data[1].index('cat')
    if 1 != cat_index - index and -1 != cat_index - index:
        return -10

    # 11、养马的人住抽Dunhill 香烟的人隔壁
    index = data[2].index('dunhill')
    horse_index = data[1].index('horse')
    if 1 != horse_index - index and -1 != horse_index - index:
        return -11

    # 15、抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居
    index = data[2].index('blends')
    water_index = data[3].index('water')
    if 1 != water_index - index and -1 != water_index - index:
        return -15

    print('找到答案')
    print(data)
    return 0
    # exit()


if __name__ == "__main__":
    colour_list = list(itertools.permutations(['red', 'yellow', 'blue', 'white', 'green'], 5))
    pet_list = list(itertools.permutations(['cat', 'horse', 'fish', 'bird', 'dog'], 5))
    smoke_list = list(itertools.permutations(['pallmall', 'dunhill', 'bluemaster', 'blends', 'prince'], 5))
    drinks_list = list(itertools.permutations(['tea', 'water', 'coffee', 'beer', 'milk'], 5))
    nationality_list = list(itertools.permutations(['britain', 'denmark', 'norway', 'germany', 'sweden'], 5))

    for i in range(120):
        colour_list[i] = list(colour_list[i])
    for i in range(120):
        pet_list[i] = list(pet_list[i])
    for i in range(120):
        smoke_list[i] = list(smoke_list[i])
    for i in range(120):
        drinks_list[i] = list(drinks_list[i])
    for i in range(120):
        nationality_list[i] = list(nationality_list[i])

    num = 0
    start = time.time()

    for colour in colour_list:
        for pet in pet_list:
            for smoke in smoke_list:
                for drinks in drinks_list:
                    for nationality in nationality_list:
                        data_list = [colour, pet, smoke, drinks, nationality]
                        if 0 == handle(data_list):
                            exit()
            num += 1
            end = time.time()
            print("完成%d次计算用时:%0.4f秒,   完成进度%0.10f" % (num * 1728000, end - start, num * 1728000 / 24883200000))

"""
这是程序运行结果

完成6431616000次计算用时:113.8808秒,   完成进度0.2584722222
找到答案
[['yellow', 'blue', 'red', 'green', 'white'], 
['cat', 'horse', 'bird', 'fish', 'dog'], 
['dunhill', 'blends', 'pallmall', 'prince', 'bluemaster'],
['water', 'tea', 'milk', 'coffee', 'beer'], 
['norway', 'denmark', 'britain', 'germany', 'sweden']]

Process finished with exit code 0
"""

3.第三次

这一次还是使用pypy来跑，主要的优化在根据提示在循环外条件删除掉一些情况，比如根据提示8(住在中间房子的人喝牛奶)，排除所有牛奶不在中间的情况,

最终时间到了1-2秒可以出结果

具体修改如下

 # for i in range(120):
    #     colour_list[i] = list(colour_list[i])
    for colour in colour_list_:
        colour = list(colour)
        if "blue" == colour[1]:
            colour_list.append(colour)

    # for i in range(120):
    #     nationality_list[i] = list(nationality_list[i])
    for nationality in nationality_list_:
        nationality = list(nationality)
        if 'norway' == nationality[0]:
            nationality_list.append(nationality)

    # for i in range(120):
    #     drinks_list[i] = list(drinks_list[i])
    for drinks in drinks_list_:
        drinks = list(drinks)
        if 'milk' == drinks[2]:
            drinks_list.append(drinks)

    for i in range(120):
        pet_list.append(list(pet_list_[i]))

    for i in range(120):
        smoke_list.append(list(smoke_list_[i]))

全部代码如下：

import itertools
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, wait
import time


def handle(data):

    # # 8、住在中间房子的人喝牛奶
    # if 'milk' != data[3][2]:
    #     return -8
    #
    # # 9、 挪威人住第一间房
    # if 'norway' != data[4][0]:
    #     return -9
    #
    # # 14、挪威人住蓝色房子隔壁 ----(以结合信息9判断,第二间房子为蓝色)
    # if 'blue' != data[0][1]:
    #     return -14

    # 1、英国人住红色房子
    index = data[0].index('red')
    if 'britain' != data[4][index]:
        return -1

    # 2、瑞典人养狗
    index = data[1].index('dog')
    if 'sweden' != data[4][index]:
        return -2

    # 3、丹麦人喝茶
    index = data[3].index('tea')
    if 'denmark' != data[4][index]:
        return -3

    # 6、抽Pall Mall 香烟的人养鸟
    index = data[2].index('pallmall')
    if 'bird' != data[1][index]:
        return -6

    # 7、黄色房子主人抽Dunhill 香烟
    index = data[2].index('dunhill')
    if 'yellow' != data[0][index]:
        return -7

    # 12、抽Blue Master的人喝啤酒
    index = data[2].index('bluemaster')
    if 'beer' != data[3][index]:
        return -12

    # 13、德国人抽Prince香烟
    index = data[2].index('prince')
    if 'germany' != data[4][index]:
        return -13

    ###################################################
    # 4、绿色房子在白色房子左面
    index = data[0].index('green')
    if 4 == index:  # 绿色房子在最后
        return -4
    if 'white' != data[0][index + 1]:
        return -4

    # 5、绿色房子主人喝咖啡
    if 'coffee' != data[3][index]:
        return -5
    ####################################################

    # 10、抽Blends香烟的人住在养猫的人隔壁
    index = data[2].index('blends')
    cat_index = data[1].index('cat')
    if 1 != cat_index - index and -1 != cat_index - index:
        return -10

    # 11、养马的人住抽Dunhill 香烟的人隔壁
    index = data[2].index('dunhill')
    horse_index = data[1].index('horse')
    if 1 != horse_index - index and -1 != horse_index - index:
        return -11

    # 15、抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居
    index = data[2].index('blends')
    water_index = data[3].index('water')
    if 1 != water_index - index and -1 != water_index - index:
        return -15

    print('找到答案')
    for dd in data:
        print(dd)
    return 0
    # exit()


if __name__ == "__main__":
    colour_list_ = list(itertools.permutations(['red', 'yellow', 'blue', 'white', 'green'], 5))
    pet_list_ = list(itertools.permutations(['cat', 'horse', 'fish', 'bird', 'dog'], 5))
    smoke_list_ = list(itertools.permutations(['pallmall', 'dunhill', 'bluemaster', 'blends', 'prince'], 5))
    drinks_list_ = list(itertools.permutations(['tea', 'water', 'coffee', 'beer', 'milk'], 5))
    nationality_list_ = list(itertools.permutations(['britain', 'denmark', 'norway', 'germany', 'sweden'], 5))

    colour_list = []
    pet_list = []
    smoke_list = []
    drinks_list = []
    nationality_list = []

    # for i in range(120):
    #     colour_list[i] = list(colour_list[i])
    for colour in colour_list_:
        colour = list(colour)
        if "blue" == colour[1]:
            colour_list.append(colour)

    # for i in range(120):
    #     nationality_list[i] = list(nationality_list[i])
    for nationality in nationality_list_:
        nationality = list(nationality)
        if 'norway' == nationality[0]:
            nationality_list.append(nationality)

    # for i in range(120):
    #     drinks_list[i] = list(drinks_list[i])
    for drinks in drinks_list_:
        drinks = list(drinks)
        if 'milk' == drinks[2]:
            drinks_list.append(drinks)

    for i in range(120):
        pet_list.append(list(pet_list_[i]))

    for i in range(120):
        smoke_list.append(list(smoke_list_[i]))

    num = 0
    start = time.time()

    for colour in colour_list:
        for pet in pet_list:
            for smoke in smoke_list:
                for drinks in drinks_list:
                    for nationality in nationality_list:
                        data_list = [colour, pet, smoke, drinks, nationality]
                        num += 1
                        if 0 == handle(data_list):
                            print("总的运行次数 %d" % num)
                            exit()
            end = time.time()
            print("计算用时:%0.4f秒" % (end - start))

"""
结果

计算用时:1.8623秒
找到答案
['yellow', 'blue', 'red', 'green', 'white']
['cat', 'horse', 'bird', 'fish', 'dog']
['dunhill', 'blends', 'pallmall', 'prince', 'bluemaster']
['water', 'tea', 'milk', 'coffee', 'beer']
['norway', 'denmark', 'britain', 'germany', 'sweden']
总的运行次数 58220503

Process finished with exit code 0

Process finished with exit code 0

Process finished with exit code 0
"""

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转载自blog.csdn.net/qq_31232793/article/details/82253863
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