الگوریتمستان

برنامه‌نویسی، طراحی الگوریتم و حل مسئله‌های الگوریتمی

 
در صورت ناخوانا بودن نوشته‌ها، از مرورگر دیگری استفاده کنید.
مسئله‌ی مربی ناامید - الگوریتمستان
الگوریتمستان
  »  

مسئله‌ی مربی ناامید

        بررسی مسئله‌ی مربی ناامید، از سوالات مسابقات برنامه‌نویسی ACM
آنچه می‌خوانید ویراست جدید نوشته‌ای است که اولین بار با عنوان «مساله شماره 12» دی ماه ۱۳۸۶ از طریق وبگاه برنامه‌نویسی و طراحی الگوریتم (عنوان و طرح پیشین وبگاه الگوریتمستان) منتشر شده بود.
آنچه در این نوشته می‌خوانید:
   •  مسئله‌ی مربی ناامید
       »  مسئله
       »  ورودی برنامه
       »  خروجی برنامه
       »  حل مسئله

مسئله

  [بازگشت به فهرست]

یکی از تیم‌های لیگ برتر فوتبال (جام خلیج فارس) امسال نتایج خیلی بدی گرفته است. هیئت مدیره‌ی باشگاه برای اخراج مربی تحت فشار هستند. اما این مربی از سوی طرفداران تیم به عنوان یک قهرمان محبوب حمایت می‌شود. به همین دلیل تصمیم می‌گیرند یک فرصت دیگر به مربی بدهند. سخنگوی باشگاه به رسانه‌ها اعلام می‌کند که هیئت مدیره‌ی باشگاه تنها زمانی از مربی حمایت می‌کنند که بتواند در 5 بازی آینده 11 امتیاز برای تیمشان کسب کند. مربی می‌خواهد بداند چقدر احتمال دارد به این موفقیت دست پیدا کند و از شما کمک می‌خواهد.فرض کنید احتمال کسب برد، باخت و تساوی در مسابقه‌های بعدی از روی مسابقات انجام شده تا به حال به دست می‌آید. به عنوان مثال اگر این تیم از 10 بازی انجام داده‌ی قبلی 3 برد داشته باشد، احتمال برد در آینده 30% خواهد بود.

هجده تیم در این لیگ حضور دارند که همه‌ی آنها دو بازی رفت و برگشت با تیم‌های دیگر انجام می‌دهند. هر برد 3 امتیاز، هر تساوی 1 امتیاز و هر باخت صفر امتیاز دارد.

  [بازگشت به فهرست]

ورودی برنامه

  [بازگشت به فهرست]

هر ورودی دو سطر را شامل می‌شود. در سطر اول تعداد بازی‌های آتی و امتیازی که باید کسب شود قرار دارد. سطر دوم تعداد بردها، تساوی‌ها و باخت‌های قبلی تیم را نشان می‌دهد. انتهای ورودی با دو صفر مشخص می‌شود.

  

5  11

3  5  4

2  3

5  0  5

3  5

5  5  4

1  1

1  1  1

0  0

  

خروجی برنامه

  [بازگشت به فهرست]

خروجی به ازای هر ورودی یک سطر خواهد بود که احتمال موفقیت مربی بر اساس ورودی‌ها را نشان می‌دهد. این احتمالات باید دقیقا یک رقم اعشار دقت داشته باشند.

  

4.3

75.0

42.8

66.7

  

منبع: مسابقه‌ی ACM منطقه‌ای آسیا 2007 - سایت تهران - مسئله‌ی Hopeless Coach

  

حل مسئله

  [بازگشت به فهرست]

ورودی‌های برنامه را به ترتیب n (تعداد بازی‌ها)، p (امتیازی که باید کسب شود)، w (تعداد بردها در گذشته)، d (تعداد تساوی‌ها در گذشته)، l (تعداد باخت‌ها در گذشته) در نظر بگیرید. اگر متغیرهای dp ،wp و lp برای ذخیره کردن احتمال برد، تساوی و باخت در هر یک از مسابقه‌های آتی تعریف شوند، بر اساس فرض‌های مسئله می‌توان نوشت:

  

\[ wp = \frac{w}{w+d+l} \] \[ dp = \frac{d}{w+d+l} \] \[ lp = \frac{l}{w+d+l} \]

  

در آینده n بازی انجام خواهد شد. اگر تعداد بردها برابر i و تعداد تساوی‌ها برابر j باشد، احتمال برد (Pw)، تساوی (Pd) و باخت (Pl) بر اساس اصول شمارش به این صورت می‌شود:

  

\[ P_d = \begin{pmatrix} n  \\ i \end{pmatrix} wp^i \] \[ P_w = \begin{pmatrix} n - i \\ j \end{pmatrix} dp^j \] \[ P_l = \begin{pmatrix} n - i - j \\ n - i - j \end{pmatrix} lp^{n-i-j} \]

  

این رویدادها مستقل از هم اتفاق می‌افتند. پس احتمال وقوع i برد، j تساوی و n - i - j باخت در n بازی به این صورت است:

  

\[ P = P_w \times P_d \times P_l = \begin{pmatrix} n \\ i \end{pmatrix} \begin{pmatrix} n - i \\ j \end{pmatrix} \; wp^i \; dp^j \; lp^{n-i-j} \]

  

حال اگر این احتمال را برای تمام انتخاب‌های ممکن i و j که شرط حداقل امتیاز را برآورده کند (یعنی 3i + j ≥ p) جمع بزنیم، احتمال موفقیت مربی به دست می‌آید:

  

  

\[ P_{total} = \sum_{i=0}^{n} \sum_{j=0}^{n-i}\begin{pmatrix} n \\ i \end{pmatrix} \begin{pmatrix} n - i \\ j \end{pmatrix} \; wp^i \; dp^j \; lp^{n-i-j} \]

  

پیاده‌سازی کد محاسبه‌ی این عبارت چندان دشوار نیست. مسئله‌ی اصلی به دست آوردن همین رابطه است.

  

نکته: ترکیب دو عدد صحیح نامنفی با رابطه‌ی زیر محاسبه می‌شود:

  

\[ \begin{pmatrix} n \\ r \end{pmatrix} = \frac{n!}{(n-r)!r!} \]

  

فاکتوریل عدد بزرگ، یک عدد بسیار بزرگ است که محاسبات را سخت می‌کند. یک روش دیگر محاسبه‌ی ترکیب دو عدد استفاده از رابطه‌ی بازگشتی زیر است:

  

\[ \begin{pmatrix} n \\ r \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} n - 1 \\ r \end{pmatrix}  + \begin{pmatrix} n - 1 \\ r - 1 \end{pmatrix} \qquad, \qquad \begin{pmatrix} n \\ 0 \end{pmatrix}  = \begin{pmatrix} n \\ n \end{pmatrix} = 1 \]

  

به اشتراک‌گذاری نوشته
اشتراک‌گذاری در LinkedIn     Cloob     اشتراک‌گذاری در Twitter     اشتراک‌گذاری در Facebook     ارسال با Telegram     Google Plus
امتیاز نوشته
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

نام: *  

پست الکترونیک:

وبگاه:

متن پیام: *

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14

 


الگوریتمستان در تلگرام

   

   

پیوند کوتاه: عمر نوشته:  ۲۹۲۹ روز
تعداد بازدید:  ۱۳۱۴۶ بازدید
تعداد امتیاز:  ۱۱ امتیاز
میانگین امتیاز:  ۴.۵۵  از  ۵.۰۰
»  کتاب مقدمه‌ای بر مسابقات برنامه‌نویسی
        معرفی کتاب فارسی «مقدمه‌ای بر مسابقات برنامه‌نویسی» برای علاقه‌مندان به مباحث الگوریتم‌ها و شرکت‌کنندگان در مسابقات برنامه‌نویسی با امکان دانلود نسخه‌ی الکترونیکی
»  سوالات تمرینی مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2018 (سری دوم)
        سری دوم سوالات تمرینی برای شرکت کنندگان مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2018
»  سوالات تمرینی مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2018 (سری اول)
        سری اول سوالات تمرینی برای شرکت کنندگان مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2018
»  مسئله‌ی Column Addition
        بررسی مسئله‌ی Column Addition، از سوالات مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2017 سایت تهران
»  مسئله‌ی آتش‌سوزی در برره
        بررسی مسئله‌ی آتش در برره، از سوالات مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2017 سایت تهران
»  مسئله‌ی حداکثر مجموع
        بررسی مسئله‌ی حداکثر مجموع، از سوالات آمادگی مسابقات برنامه‌نویسی
»  کتاب راهنمای برنامه‌نویسان رقابتی
        معرفی کتاب Competitive Programmer's Handbook (راهنمای برنامه‌نویسان رقابتی) برای علاقه‌مندان به مباحث الگوریتم‌ها و شرکت‌کنندگان در مسابقات برنامه‌نویسی با امکان دانلود
»  دوره‌ی طراحی و تحلیل الگوریتم دانشگاه استنفورد
        ویدئوهای آموزشی دوره‌ی Algorithms: Design and Analysis دانشگاه استنفورد با زیرنویس انگلیسی
»  مسئله‌ی Jolly Jumpers
        متن فارسی مسئله‌ی Jolly Jumpers از سوالات تمرینی کتاب‌های آمادگی مسابقات برنامه‌نویسی و وبسایت UVa Online Judge
»  مسئله‌ی The Trip
        متن فارسی مسئله‌ی The Trip از سوالات تمرینی کتاب‌های آمادگی مسابقات برنامه‌نویسی و وبسایت UVa Online Judge
»  مسئله‌ی 3n+1 Problem
        متن فارسی مسئله‌ی 3n+1 Problem (حدس کولاتز یا حدس 3n+1) از سوالات تمرینی کتاب‌های آمادگی مسابقات برنامه‌نویسی و وبسایت UVa Online Judge
»  مسئله‌ی Encrypted SMS
        متن فارسی مسئله‌ی Encrypted SMS از سوالات مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2007 منطقه‌ای سایت تهران
»  مسئله‌ی Gholam's Simple Game
        متن فارسی مسئله‌ی Gholam's Simple Game از سوالات مسابقه‌ی برنامه‌نویسی ACM-ICPC 2010‌ منطقه‌ای سایت تهران
»  راه حل سوالات مسابقه‌ی جهانی ACM-ICPC 2016
        راه حل سوالات مسابقه‌ی جهانی ACM-ICPC 2016