JAVA—— 运用ArrayList实现逻辑推理题（谁养鱼）

运用ArrayList实现逻辑推理题（谁养鱼）

1.穷举法

穷举法的基本思想是根据题目的部分条件确定答案的大致范围，并在此范围内对所有可能的情况逐一验证，直到全部情况验证完毕。若某个情况验证符合题目的全部条件，则为本问题的一个解；若全部情况验证后都不符合题目的全部条件，则本题无解。

2.谁养鱼

用笔穷举的速度非常慢，《谁养鱼》是爱因斯坦在20世纪初出的谜语，他说世界上有百分之98的人答不出来。你能答出来吗？
这道逻辑性很强的题是：
1）在一条街上有5座房子，喷了5种颜色。
2）每个房子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：谁养的是鱼？

所列举项应该满足如下15个要求：

• 英国人住红色房子；
• 瑞典人养狗；
• 丹麦人喝茶；
• 绿色房子在白色房子左边；
• 绿色房子主人喝咖啡；
• 抽PalMal香烟的人养鸟；
• 黄色房子主人抽Dunhill香烟；
• 住在中间房子的人喝牛奶；
• 挪威人住第一间房；
• 抽Blends香烟的人住在养猫的人隔壁；
• 养马的人住抽Dunhill香烟的人隔壁；
• 抽BlMt的人喝啤酒；
• 德国人抽Prince香烟；
• 挪威人住蓝色房子隔壁；
• 抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居。

3.原理

• Init()方法中创建ArrayList列表集合，运用多种循环进行判断获得各组数据之间的组合方式，并将符合要求的组合方式放入列表集合中。循环遍历列表集合，将元素放入颜色、人员、饮料等数组中。
• calculate()方法调用init()方法对数组元素进行初始化。循环判断比较各数组元素的关系获得符合原题要求的元素的索引，再根据 show()方法循环将指定素引的元素打印到控制台。

4.语法

• ArrayList是List接口的一个可变长数组实现，实现了所有List接口的操作，并允许存储空（null）值。除没有进行同步，ArrayList基本等同于Vector。在Vectors中几乎对所有的方法都进行同步，但ArrayList仅对writeObject()和readObject()进行同步。其他如add()、remove()等都没有同步。
• ArrayList实现了Java.io.Serializable接口，所以ArrayList对象可以序列化到持久存储介质中。
• 实例化一个ArrayList对象时，可以指定一个初始容量，默认的容量为10。当元素超过ArrayList对象的初始大小时，容器容量大小増加原来的50％。

5.代码

主程序：

public static void main(String args[]) {
		//Java程序主入口
		rw33 test=new rw33();//实例化对象
		long l=System.currentTimeMillis();//获得系统时间
		test.calculate();//调用的方法进行计算统计
		System.out.println("计算共用时："+(System.currentTimeMillis()-l)+"ms");//获得计算所花费的时间
	}

计算一组数据的组合方式：

public void init() {
		//计算一组数据的组合方式
		ArrayList array=new ArrayList();//创建集合数组
		for(int num1=0;num1<5;num1++) {
			for(int num2=0;num2<5;num2++) {
				if(num2==num1)
					continue;
				for(int num3=0;num3<5;num3++) {
					if(num3 ==num2||num3==num1)
						continue;
					for(int num4 =0;num4<5;num4++) {
						if(num4==num3||num4==num2||num4==num1)
							continue;
						for (int num5=0;num5<5;num5++) {
							if(num5==num4||num5==num3||num5==num2||num5==num1)
								continue;
							int oneArray[]= {num1,num2,num3,num4,num5};
							array.add(oneArray);
						}
					}
				}
			}
		}
		color=new int[array.size()][5];//创建颜色的二维数组
		for(int count=0;count<array.size();count++) {
			//循环数组时初始化房子颜色数据
			color[count]=(int[])array.get(count);
		}
		person=color;
		drink=color;
		smoke=color;
		pet = color;
	}

判断运算：

public void calculate() {
		//判断运算
		init();//调用方法时初始化数据
		for(int num1=0;num1<color.length;num1++) {
			if(!con4(num1))
				continue;
			if(!con14(num1))
				continue;
			for(int num2=0;num2<person.length;num2++) {
				if(!con1(num2,num1))
					continue;
				if(!con9(num2))
					continue;
				for(int num3=0;num3<drink.length;num3++) {
				   if(!con3(num2,num3))
						continue;
				   if(!con5(num1,num3))
					    continue;
				   if(!con8(num3))
					    continue;
				   for(int num4=0;num4<smoke.length;num4++) {
					 if(!con7(num1,num4))
							continue;
					   if(!con12(num4,num3))
						    continue;
					   if(!con13(num2,num4))
						    continue;
					   if(!con15(num4,num3))
						    continue;
					   for(int num5=0;num5<pet.length;num5++) {
							 if(!con2(num2,num5))
									continue;
							   if(!con6(num4,num5))
								    continue;
							   if(!con10(num4,num5))
								    continue;
							   if(!con11(num5,num4))
								    continue;
							   total++;
							   show(num1,num2,num3,num4,num5);
			           }
				   }
			    }
		    }
	     }
      }

满足所列举项的条件：

• 英国人住红色房子

public boolean con1(int cy,int cl) {
		//英国人住红色房子
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(person[cl][i]==0) {
				if(color[cy][i]==0) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 瑞典人养狗

public boolean con2(int cy,int p) {
		//瑞典人养狗
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(person[cy][i]==1) {
				if(pet[p][i]==0) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 丹麦人喝茶

public boolean con3(int cy,int d) {
		//丹麦人喝茶
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(person[cy][i]==2) {
				if(drink[d][i]==0) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 绿色房子在白色房子左面

public boolean con4(int cl) {
		//绿色房子在白色房子左面
		int c1=0;//白房子
		int c2=0;//绿房子
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(color[cl][i]==1) {
				c1=i;
			}
			if(color[cl][i]==2) {
				c2=i;
			}
		}
		if(c2<c1)
			return true;
		else
			return false;
	}

• 绿色房子的主人喝咖啡

public boolean con5(int cl,int d) {
		//绿色房子的主人喝咖啡
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(color[cl][i]==2) {
				if(drink[d][i]==1) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 抽PalMal香烟的人养鸟

public boolean con6(int s,int p) {
		//抽PalMal香烟的人养鸟
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(smoke[s][i]==0) {
				if(pet[p][i]==1) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 黄色房子主人抽Dunhill香烟

public boolean con7(int cl,int s) {
		//黄色房子主人抽Dunhill香烟
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(color[cl][i]==4) {
				if(smoke[s][i]==1) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 住在中间房子的人喝牛奶

public boolean con8(int d) {
		//住在中间房子的人喝牛奶
			if(drink[d][2]==2) 
					return true;
				else
					return false;
	}

• 挪威人住第一间房

public boolean con9(int cy) {
		//挪威人住第一间房
			if(person[cy][0]==3) 
					return true;
					else
					return false;
	}

• 抽Blends香烟的人住在养猫人隔壁

public boolean con10(int s,int p) {
		//抽Blends香烟的人住在养猫人隔壁
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(smoke[s][i]==4) {
				if(i<4&&pet[p][i+1]==2) {
					return true;
				}
				if(i>0&&pet[p][i-1]==2) {
					return true;
				}
				break;
			}
		}
		return false;
	}

• 养马的人住抽Dunhill香烟的人隔壁

public boolean con11(int p,int s) {
		//养马的人住抽Dunhill香烟的人隔壁
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(pet[p][i]==3) {
				if(i<4&&smoke[s][i+1]==1) {
					return true;
				}
				if(i>0&&smoke[s][i-1]==1) {
					return true;
				}
				break;
			}
		}
		return false;
	}

• 抽BlMt的人喝啤酒

public boolean con12(int s,int d) {
		//抽BlMt的人喝啤酒
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(smoke[s][i]==2) {
				if(drink[d][i]==3) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 德国人抽Prince香烟

public boolean con13(int cy,int s) {
		//德国人抽Prince香烟
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(person[cy][i]==4) {
				if(smoke[s][i]==3) {
					return true;
				}else
					break;
			}
		}
		return false;
	}

• 挪威人住蓝色房子隔壁

	public boolean con14(int c) {
		//挪威人住蓝色房子隔壁
			if(color[c][1]==3) 
					return true;
			else
					return false;
	}

• 抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居

public boolean con15(int s,int d) {
		//抽Blends香烟的人有一个喝水的邻居
		for(int i=0;i<5;i++) {
			if(smoke[s][i]==4) {
				if(i<4&&drink[d][i+1]==4) {
					return true;
				}
				if(i>0&&drink[d][i-1]==4) {
					return true;
				}
				break;
			}
		}
		return false;
	}

显示计算之后的每个数组找出对应答案：

public void show(int n1,int n2,int n3,int n4,int n5) {
		//显示计算之后的每个数组找出对应答案
		System.out.println("第"+total+"组：>");
		System.out.println("1\t\t2\t\t3\t\t4\t\t5\t\t");
		for(int i=0;i<5;i++)//循环显示房子数组数据
			System.out.print(HOUSES[color[n1][i]]+"\t\t");
		System.out.println();
		for(int i=0;i<5;i++)//循环显示人员数组数据
			System.out.print(PERSONS[person[n2][i]]+"\t\t");
		System.out.println();
		for(int i=0;i<5;i++)//循环显示饮料数组数据
			System.out.print(DRINKS[drink[n3][i]]+"\t\t");
		System.out.println();
		for(int i=0;i<5;i++)//循环显示烟数组数据
			System.out.print(SMOKES[smoke[n4][i]]+"\t\t");
		System.out.println();
		for(int i=0;i<5;i++)//循环显示宠物数组数据
			System.out.print(PETS[pet[n5][i]]+"\t\t");
		System.out.println();
	}

完整代码可点击此处进行获取。

6.结果

编译结果如下图所示：


运行结果如下图所示：