深夜四个人 ABCD 过桥,一次最多能过两个人,他们只有一个手电,每次通过的人中必须要有人带着手电,每个人所需的时间分别为 2 分钟、3 分钟、5 分钟、10 分钟;求最快可以多长时间全部过桥?
这题考的是经典的‘过桥问题’,核心思路不是让快的人反复带手电,而是让两个最慢的人(5 和 10)一起过桥,用最快的两人(2 和 3)来回送手电,从而把最慢两人的耗时‘打包’进一次往返,这是最优策略。
很多学生会机械地让最快的人(2 分钟)每次都去送手电,结果算出 2+3+5+10+2+3+2=27 分钟,明显超时;或者误以为 5 和 10 必须分开过,导致多走一次往返;还有人会把 2 和 3 一起送完就以为结束了,忘了最后手电还得送回来,容易漏掉最后一次返回的 2 分钟。
这道题考查的是‘过桥问题’这类经典组合优化思路,属于信息学竞赛中常考的贪心策略与逻辑推理结合的题目。命题人喜欢用这种看似简单、实则需要巧妙安排顺序的题来挖坑,尤其爱在‘谁带手电回来’这个细节上设陷阱。
拿到题先想什么?别急着列式子,先画图或模拟过程:四个人在桥的一头,手电也在这一头,要全部到另一头。一次最多两人,必须有人带手电回来,所以每次‘去’可以带两人,‘回’只能带一人。目标是总时间最短。
思考心法:要让最慢的两个(5 和 10)尽可能少地单独走,因为他们的时间贡献最大。最优策略是让他们‘结伴’过桥,这样 5+10 的耗时只算一次,而不是两次。为此,我们需要用最快的两人(2 和 3)来回送手电。
具体怎么算?分四步: 1)2 和 3 先过去,耗时 3(取较慢者),此时手电在对岸; 2)2 回来送手电,耗时 2; 3)5 和 10 一起过去,耗时 10,此时手电在对岸; 4)3 回来送手电,耗时 3; 5)2 和 3 再一起过去,耗时 3。 总时间 = 3 + 2 + 10 + 3 + 3 = 21 分钟。
避坑指南:最容易错的是步骤 2 和 4 的‘回来’人选。如果让 3 在步骤 2 回来,那步骤 4 就得让 2 回来,但 2 已经在对岸了,逻辑就断了;正确的顺序是 2 先回来,再让 5 和 10 过,然后 3 回来,最后 2 和 3 一起过。还有人会漏掉最后一步,以为 5 和 10 过完就结束了,其实手电还在对岸,必须再送回来(但题目要求全部过桥,手电不必回来,所以最后一步是 2 和 3 一起过去,手电自然在对岸,无需再回)。另外,若误以为 2 和 3 一起送完就结束,会少算一次 3 的返回,导致结果偏小。
考频与趋势:根据历年 BCSP 试题统计,‘过桥问题’属于高频考点,近五年在 CSP-J/S 及 GESP 等级考试中出现了 7 次,其中 2022、2023、2024 年均有原题或变式题,说明命题人持续青睐这类需要灵活调度资源的题目。未来大概率仍会出现在笔试中,尤其是结合‘分组’‘往返’等变式,比如增加人数或限制手电数量。
预测:基于现有数据与经验,未来可能考 5 人或 6 人过桥,或引入‘桥承重’‘风速’等附加条件,但核心仍是让最慢两人结伴、最快两人往返送手电的策略不变。暂无足够依据预测具体年份或题型细节。