【Java演算法】一天24小時中,時針和分針一共重合多少次?
思路:利用時針與分針的夾角來計算。參考:上一篇文章
因為電子鐘錶,錶針的跳動不是連續的,譬如分鐘每次跳動6度,時針每次跳動0.5度。而編寫程式時變數h小時,m分鐘每次增量為1,所以我們設夾角gap為(-6~6之間)。這樣帶來另一個問題,一次重合接近和重合分開甚至是完全重合,最多可能出現3次夾角小於gap值。下面是Java實現程式碼。
執行結果:package XiaoMi; import java.util.Scanner; public class test8 { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub // TODO Auto-generated method stub /*Scanner scan = new Scanner(System.in); String str = scan.nextLine(); String s[] = str.split(":"); int h, m; h = Integer.valueOf(s[0]); m = Integer.valueOf(s[1]); double gap = (30 * h - 5.5 * m) % 360; System.out.println("時針與分針的夾角為:" + gap);*/ int count =0; for(int h=0; h<24; h++){ for(int m=0; m<60; m++){ double gap = (30 * h - 5.5 * m) % 360; if(-6.0 < gap && gap < 6.0){ //if(-3.5 < gap && gap < 3.5){ System.out.println(h + ":" + m); count++; } } } System.out.println("共重合:" + count +"次"); } }
0:0
0:1
1:5
1:6
2:10
2:11
3:16
3:17
4:21
4:22
5:27
5:28
6:32
6:33
7:38
7:39
8:43
8:44
9:49
9:50
10:54
10:55
11:59
12:0
13:5
14:10
15:16
16:21
17:27
18:32
19:38
20:43
21:49
22:54
23:59
共重合:35次
進一步分析結果,0點~10點階段總計算兩次接近重合,實際上為重合的接近與離開,故(-11);0:0與23:59也為同樣情況,故(-1);11:59與12:0也為同樣情況,故(-1)。那麼一共重合次數為:22次
接下來換個思路來講:
由於時針1分鐘旋轉的圓心角度數為0.5度,分針1分鐘旋轉的圓心角度為6度,當兩針第一次重合時後到第二次重合,分針比時針多旋轉過的圓心角度數為360度,所以兩針再次重合需要的時間為:
t=65+5/11 分,
這類問題實際上是分針追時針的追擊問題,它的公式是: t= s/(v1-v2) ,S=60(格),分針速度:V1=1 格/分,時針速度:V2= 1/12 格/分,所以,計算得到t=65+5/11 分,
根據以上計算,每隔65+5/11 分時針和分針重合一次。 即,從12點開始,每經過65+5/11 分,時針與分針重合一次, 全天共重合 22次 。 一晝夜有24×60=1,440(分),所以兩針一晝夜重合22(次)。
重合次數=1440/(65+5/11)=22次
分述如下:
1:(05+5/11)分→
2:(10+10/11)分→
3:(16+4/11)分→
4:(21+9/11)分→
5:(27+3/11)分→
6:(32+8/11)分→
7:(38+2/11)分→
8:(43+7/11)分→
9:(49+1/11)分→
10:(54+6/11)分→
12:00分 可見,12個小時只重合了11次!
→ 一天24小時,但是從下午開始到24點又重複了上午12小時的運轉,所以下午也是和早上的12小時一樣!
所以,11乘以2=22(次)。
能夠發現在上面程式輸出中,每次重合都比上次晚了65+5/11 分,即一小時零5分鐘。如
1:5
2:10
3:16
驗證了程式的正確性。