Python :: Aufgabe #147 :: Lösung #3
6 Lösungen
#147
Der Leidensweg eines Betrunkenen durch einen Tunnel
Anfänger - Python
von hollst
- 07.03.2017 um 09:40 Uhr
Ein leicht angetrunkener Mann muss für seinen Nachhauseweg durch einen Tunnel der Länge L (z. B. = 10 m)
und der Breite B (z. B. = 5.5 m). Zum Glück ist der Tunnel mit quadratischen Terrazzoplatten ausgelegt, nach denen
er sich zu richten versucht. Die Platten haben eine Gräße von 0.5 x 0.5 m². Somit besteht der Weg aus hier z. B. 20 Reihen a 11 Platten.
Der Mann startet in der ersten Reihe auf der Mittelplatte. Er möchte durch den Tunnel gehen, indem er bei jedem
Schritt auf eine benachbarte Platte tritt. Leider hat er in seinem Zustand völlig die Richtungsorientierung verloren,
so dass sein Schritt rein zufällig in eine der acht möglichen Richtungen verläuf, unabhängig davon,
dass zwei Wände links und rechts den Weg versperren. Wenn der Mann gegen eine der Wände läuft, gilt sein Versuch
den Tunnes zu durchlaufen als gescheitert, da er bewußtlos zu Boden stürzt und liegen bleibt. Als gescheiterter Versuch gilt auch,
wenn sein Weg ihn nicht zum Tunnelausgang, sondern nach einigen Schritten oder schon bereits beim ersten zurück vor den Eingang führt.
Die Frage lautet: Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass er den Tunnel mit einem einzigen Versuch schadlos durchquert?
Die Wahrscheinlichkeit (Erwartungswert) soll anhand genügend vielen Simulationen abgeschätzt werden.
und der Breite B (z. B. = 5.5 m). Zum Glück ist der Tunnel mit quadratischen Terrazzoplatten ausgelegt, nach denen
er sich zu richten versucht. Die Platten haben eine Gräße von 0.5 x 0.5 m². Somit besteht der Weg aus hier z. B. 20 Reihen a 11 Platten.
Der Mann startet in der ersten Reihe auf der Mittelplatte. Er möchte durch den Tunnel gehen, indem er bei jedem
Schritt auf eine benachbarte Platte tritt. Leider hat er in seinem Zustand völlig die Richtungsorientierung verloren,
so dass sein Schritt rein zufällig in eine der acht möglichen Richtungen verläuf, unabhängig davon,
dass zwei Wände links und rechts den Weg versperren. Wenn der Mann gegen eine der Wände läuft, gilt sein Versuch
den Tunnes zu durchlaufen als gescheitert, da er bewußtlos zu Boden stürzt und liegen bleibt. Als gescheiterter Versuch gilt auch,
wenn sein Weg ihn nicht zum Tunnelausgang, sondern nach einigen Schritten oder schon bereits beim ersten zurück vor den Eingang führt.
Die Frage lautet: Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass er den Tunnel mit einem einzigen Versuch schadlos durchquert?
Die Wahrscheinlichkeit (Erwartungswert) soll anhand genügend vielen Simulationen abgeschätzt werden.
#3
von frfrey (370 Punkte)
- 29.10.2017 um 15:46 Uhr
Python-Code
import numpy as np
"""-----------Input------------"""
l = 20#int(raw_input("Länge:"))
w = 11#int(raw_input("Breite:"))
l= l+2
w= w+2
"""-----------Functions------------"""
def build_matrix(l, w):
matrix = [[ 0 for i in range(w)] for j in range(l)]
#finishline
for i in range(len(matrix[l-1])):
matrix[l-1][i] = 2
#outbound buttom
for i in range(len(matrix[0])):
matrix[0][i] = 3
#outbound right
for i in range(len(matrix)-1):
matrix[i][0] = 3
#outbound left
for i in range(len(matrix)-1):
matrix[i][w-1] = 3
#startingposition
x,y = 1,w/2
#return
matrix[x][y] = 1
return matrix, x, y
#walk
def walk (x, y):
count = 0
while True:
x1=x
y1=y
x = x + np.random.randint(-1,2)
y = y + np.random.randint(-1,2)
count = count +1
if matrix[x][y] == 0:
matrix[x][y]= 1
matrix[x1][y1]= 0
elif matrix[x][y] == 2:
#print "You got out"
return 1
break
elif matrix[x][y] == 3:
#print "You hit the wall!"
return 0
break
"""-----------Calling Functions Repeatedly------------"""
reps = []
for r in range(100):
m=0
while True:
matrix, x, y = build_matrix(l,w)
if walk(x,y)==1:
break
m= m+1
reps.append(m)
"""-----------Output------------"""
#last position
#print "last position:"
#for i in range(len(matrix)):
# print i+1,"\t", matrix[i]
#tries
#print "Tries:",m
print reps
print np.average(reps)
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