论文部分内容阅读
我们在数橙科学中Python的极客战记很多关卡在向孩子教学代码的同时，也是在潜移默化地训练孩子的编程思维。
在学习「While-True」循环语句的同时，训练使用「循环思维」解决重复问题的能力：
1.发现并拆解重复部分
2.解决重复问题
3.循环运行问题的解决方法
这样，就能只用一段代码，高效地解决重复问题了。可见，在编程中，学习代码的编写只是基本，更重要的还是掌握运用代码的编程思维。
一、农民过河问题
在编程的数道经典算法问题中，有一个「农夫过河」问题：一个农夫带着一只狼、一只羊和一些菜过河。河边只有一条船，由于船太小，只能装下农夫和他的一样东西，在无人看管的情况下，狼要吃羊，羊要吃菜，请问农夫如何才能使三样东西平安过河。
为了用代码解决这个问题，程序员需要利用「穷举搜索思想」，尝试所有的过河方案，直到找出正确的过河方案。
二、士兵、食人魔和农民
关卡地址：https：//codecombat.163.com/play/level/soldier-ogre-
and-peasant？
关卡介绍：
你需要使用狮鹫，把士兵、食人魔、农民，带去河的对岸，狮鹫每次只能带一个人离开，而食人魔会伤害农民，士兵会攻击食人魔，因此不要让士兵和食人魔单独留在一起，也不要让食人魔和农民单独留在一起。
在本关，我们可以学习一下如何使用「穷举思想」解决编程问题。
三、穷举是什么？
穷举是什么呢？它有着一个高大上的名字，但它的本质却十分的简单朴实。
穷举法的基本思想：根据题目的部分条件確定答案的大致范围，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。
简单来说就是：把所有的答案都试一遍，找出正确的答案。
非常的简单粗暴。因此，它也是编程中效率较低的一种算法。使用穷举法，通常需要三步：解析题目——优化运算过程——开始穷举。我们来试试利用穷举法解决关卡「士兵、食人魔和农民」吧！
四、解析题目
穷举法的第一步就是分析题目，把原本的文字题目，转化成更易于分析，简洁有逻辑的题目类型。
（一）题目的对象
题目看似只是三个人的过河问题，但实际上在题目里有四个人物：狮鹫、士兵、食人魔、农民。狮鹫负责帮助大家过河。
（二）题目的条件
（1）士兵和食人魔不能单独留在一起；
（2）食人魔和农民也不能单独留在一起。
也就是说，当狮鹫、士兵、食人魔待在一起的时候，也不会发生问题，因为士兵和食人魔马上就要被狮鹫运走，来不及打架。
（三） 题目的状态
我们需要使用狮鹫来帮助他们从右边飞到左边，因此题目具有以下几种可能发生的情况：
1.左边有士兵、食人魔、农民、狮鹫，右边什么都没有。
2.左边有食人魔、农民、狮鹫，右边有士兵。
3.左边有农民、狮鹫，右边有士兵、食人魔。
……等等多种情况
（四） 优雅地表示题目
可以看到，用文字表示题目可能发生的情况，十分复杂。因此，在编程中，我们常常会用一些特定的符号来简洁地表达题目可能发生的情况。
看看题目，人物只会有两种状态，在右边（还没过河），在左边（过河了），因此我们可以直接用0、1来表示人物的位置。
0表示还没过河；1表示已经过河。
那么就可以这样表示：（狮鹫、士兵、食人魔、农民）
1. （1，1，1，1）表示所有人物都已过河，到了左边。
2. （1，0，1，1）表示食人魔和农民过了河，士兵还没有。
3.……等等
用这种简洁的方式，把题目的所有情况表示出来就是：共16种状态（如图）。
根据题目的条件，我们可知，有以下几种情况是不可取的：农民和食人魔单独在一起：（0，0，1，1）、（1，1，0，0）；士兵和食人魔单独在一起：（0，1，1，0）、（1，0，0，1）；还有两种隐含的不可取条件：
只有狮鹫自己在一边：（1，0，0，0），这表示，所有人都没过河，只有狮鹫过河了，而狮鹫本来就是帮助大家过河的，不可能自己单独待在河的一边。所以这种情况是不会发生的。
那么同理还有：（0，1，1，1）这种情况，所有人都过了河，狮鹫没有过河，这也不会发生。
那么本题的问题就变成了：如何在符合条件的情况下，把（0，0，0，0）转化成（1，1，1，1）。
在学习「While-True」循环语句的同时，训练使用「循环思维」解决重复问题的能力：
1.发现并拆解重复部分
2.解决重复问题
3.循环运行问题的解决方法
这样，就能只用一段代码，高效地解决重复问题了。可见，在编程中，学习代码的编写只是基本，更重要的还是掌握运用代码的编程思维。
一、农民过河问题
在编程的数道经典算法问题中，有一个「农夫过河」问题：一个农夫带着一只狼、一只羊和一些菜过河。河边只有一条船，由于船太小，只能装下农夫和他的一样东西，在无人看管的情况下，狼要吃羊，羊要吃菜，请问农夫如何才能使三样东西平安过河。
为了用代码解决这个问题，程序员需要利用「穷举搜索思想」，尝试所有的过河方案，直到找出正确的过河方案。
二、士兵、食人魔和农民
关卡地址：https：//codecombat.163.com/play/level/soldier-ogre-
and-peasant？
关卡介绍：
你需要使用狮鹫，把士兵、食人魔、农民，带去河的对岸，狮鹫每次只能带一个人离开，而食人魔会伤害农民，士兵会攻击食人魔，因此不要让士兵和食人魔单独留在一起，也不要让食人魔和农民单独留在一起。
在本关，我们可以学习一下如何使用「穷举思想」解决编程问题。
三、穷举是什么？
穷举是什么呢？它有着一个高大上的名字，但它的本质却十分的简单朴实。
穷举法的基本思想：根据题目的部分条件確定答案的大致范围，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。
简单来说就是：把所有的答案都试一遍，找出正确的答案。
非常的简单粗暴。因此，它也是编程中效率较低的一种算法。使用穷举法，通常需要三步：解析题目——优化运算过程——开始穷举。我们来试试利用穷举法解决关卡「士兵、食人魔和农民」吧！
四、解析题目
穷举法的第一步就是分析题目，把原本的文字题目，转化成更易于分析，简洁有逻辑的题目类型。
（一）题目的对象
题目看似只是三个人的过河问题，但实际上在题目里有四个人物：狮鹫、士兵、食人魔、农民。狮鹫负责帮助大家过河。
（二）题目的条件
（1）士兵和食人魔不能单独留在一起；
（2）食人魔和农民也不能单独留在一起。
也就是说，当狮鹫、士兵、食人魔待在一起的时候，也不会发生问题，因为士兵和食人魔马上就要被狮鹫运走，来不及打架。
（三） 题目的状态
我们需要使用狮鹫来帮助他们从右边飞到左边，因此题目具有以下几种可能发生的情况：
1.左边有士兵、食人魔、农民、狮鹫，右边什么都没有。
2.左边有食人魔、农民、狮鹫，右边有士兵。
3.左边有农民、狮鹫，右边有士兵、食人魔。
……等等多种情况
（四） 优雅地表示题目
可以看到，用文字表示题目可能发生的情况，十分复杂。因此，在编程中，我们常常会用一些特定的符号来简洁地表达题目可能发生的情况。
看看题目，人物只会有两种状态，在右边（还没过河），在左边（过河了），因此我们可以直接用0、1来表示人物的位置。
0表示还没过河；1表示已经过河。
那么就可以这样表示：（狮鹫、士兵、食人魔、农民）
1. （1，1，1，1）表示所有人物都已过河，到了左边。
2. （1，0，1，1）表示食人魔和农民过了河，士兵还没有。
3.……等等
用这种简洁的方式，把题目的所有情况表示出来就是：共16种状态（如图）。
根据题目的条件，我们可知，有以下几种情况是不可取的：农民和食人魔单独在一起：（0，0，1，1）、（1，1，0，0）；士兵和食人魔单独在一起：（0，1，1，0）、（1，0，0，1）；还有两种隐含的不可取条件：
只有狮鹫自己在一边：（1，0，0，0），这表示，所有人都没过河，只有狮鹫过河了，而狮鹫本来就是帮助大家过河的，不可能自己单独待在河的一边。所以这种情况是不会发生的。
那么同理还有：（0，1，1，1）这种情况，所有人都过了河，狮鹫没有过河，这也不会发生。
那么本题的问题就变成了：如何在符合条件的情况下，把（0，0，0，0）转化成（1，1，1，1）。