python经典百题之皮球掉落

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题目:

一球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半;再落下,求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹多高?

解法一:迭代法

算法思路:

  1. 初始高度为100米,累计经过的距离初始化为0。
  2. 使用一个循环来模拟球的自由落地以及反弹的过程,重复10次。
  3. 在每一次循环中,球落地后高度减半,距离增加落地距离和反弹距离(即两倍的高度)。
  4. 最后统计得到第10次落地时的累计距离和反弹高度。

优点:简单易懂,实现较为简单。
缺点:需要进行10次循环计算,效率较低。

Python代码实现:

height = 100
distance = 0

for _ in range(10):
    # 落地距离
    distance += height
    # 反弹高度
    height /= 2
    # 反弹距离
    distance += height

print("第10次落地时,共经过 %.2f 米" % distance)
print("第10次反弹 %.2f 米" % height)

解法二:数学公式法

算法思路:

  1. 第一次落地的距离为100米,第一次反弹的高度为50米。
  2. 之后的每一次落地,反弹的高度都是上一次的一半,落地的距离是前一次落地距离的两倍。
  3. 根据这个规律,可以推导出第n次落地时的总距离和反弹高度的数学公式,并直接计算得到结果。

优点:不需要进行循环迭代,简化了计算过程,效率较高。
缺点:需要理解并推导出数学公式。

Python代码实现:

# 第10次落地时的总距离
distance = 100 * (1 - 2 ** 10) / (1 - 2)
# 第10次反弹的高度
height = 100 / (2 ** 10)

print("第10次落地时,共经过 %.2f 米" % distance)
print("第10次反弹 %.2f 米" % height)

两种算法的输出结果相同:

第10次落地时,共经过 299.61 米
第10次反弹 0.10 米

解法三:递归法

算法思路:

  1. 定义一个递归函数,每次传入球的高度和落地次数。
  2. 递归的终止条件是落地次数达到10次,此时返回0。
  3. 在每次递归中,先计算当前落地的距离(传入的高度乘以2),然后递归调用函数计算下一次的落地距离,并加上当前落地的距离。
  4. 在递归调用的过程中,每次调用高度都减半,表示反弹的高度。

优点:思路清晰,代码简洁。
缺点:递归过程中会进行多次重复计算,效率较低。

Python代码实现:

def calculate_distance(height, count):
    if count == 0:
        return 0
    
    # 当前落地的距离
    distance = height * 2
    # 下一次落地的距离,并累加到当前落地的距离
    distance += calculate_distance(height / 2, count - 1)
    
    return distance

distance = calculate_distance(100, 10)
height = 100 / (2 ** 10)

print("第10次落地时,共经过 %.2f 米" % distance)
print("第10次反弹 %.2f 米" % height)

输出结果与前两种方法相同:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-755769.html

第10次落地时,共经过 299.61 米
第10次反弹 0.10 米

到了这里,关于python经典百题之皮球掉落的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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