
作者:watermelo37 CSDN全栈领域优质创作者、万粉博主、华为云云享专家、阿里云专家博主、腾讯云“创作之星”特邀作者、支付宝合作作者,全平台博客昵称watermelo37。 一个假装是giser的coder,做不只专注于业务逻辑的前端工程师,Java、Docker、Python、LLM均有涉猎。 --------------------------------------------------------------------- 温柔地对待温柔的人,包容的三观就是最大的温柔。 ---------------------------------------------------------------------

前段时间网上流行一个趣味问答:你会选高考700分,还是700亿?
大多数人,尤其是对金钱有概念的人,会毫不犹豫地选择700亿——毕竟,高考700分想靠它直接挣到700亿,几乎是天方夜谭。
然而,我突然想到一个问题:高考700分到底意味着什么?难道就只有清华北大?
700分是一个表现,那么它的内核是什么?
前者几乎是无限可能,但也太强大,没法当作趣味讨论。我们不妨假设是后者——拥有一次必定考700分的机会。那么,如何利用这一次机会为人类创造最大价值?
要真正发挥这把“因果律武器”的价值,我们需要把下一次高考的题目设计成:
然而,这类题目几乎没人知道具体答案,甚至现有科技难以验证。如果答案错误且被误用,可能引发灾难。为了规避风险,我们给题目设置一些严格限制:
在这些条件下,我们可以通过控制题目的数量和分值,确定答案是否正确,而无需证明每个答案的可行性。
例如:如果一共11道题,其中10道70分、1道50分,那么只有“前十道题正确、最后一道题错误”这一种可能性。
本题可以进一步抽象为:
给定一个非零整数集合,所有元素之和为700,且不存在任何一个子集,其和为50。求这个集合最多能有多少个元素?
直觉告诉我们,题目分值越低越好,可以增加题目数量。
经过穷举和验证发现:当每道题分值为3分时:3*233 = 699,再加1道1分题,总和700,且无法形成和为50的子集(3*16+1=49)。
因此,最多可出233 + 1 = 234道题。
目标:证明任何满足总和 700 且没有子集和为 50 的集合,元素个数 k ≤ 234,且当且仅当集合为上面的 {1, 3×233} 时达到 k=234。
这样就有:
x + 2y + 3z + (其余项之和) = 700.
总元素数为 k = x + y + z + (其余项个数)这两个限制很直接,是必须满足的。
要想把元素数k做大,直觉上要尽量用小的正整数来“拆分”700(小数越多,个数越多)。但由于 1、2 有上界(见上),要想把元素数做到上百级别,必须依赖大量的 3。因此我们重点分析 3 的个数 z 的可能取值。
若有 z ≥ 16(至少 16 个 3),就会出现下面的危险组合:
16 × 3 = 48,因此 如果集合中有至少 2 个 1(即 x ≥ 2),就可以用 16 个 3 + 2 个 1 得到 48 + 2 = 50 —— 直接违例。
所以一旦 z ≥ 16,就必须强制 x ≤ 1(即最多只有 0 或 1 个 1)。
再看 z ≤ 15 的情况:若 z ≤ 15,因为 3z ≤ 45,由总和 x + 2y + 3z = 700 可得 x + 2y = 700 - 3z ≥ 700 - 45 = 655,也就是说 x + 2y ≥ 655。但 x ≤ 49 且 y ≤ 24(来自第1步),所以 x + 2y ≤ 49 + 2×24 = 97,显然无法达到 ≥655 —— 矛盾。
所以不可能有 z ≤ 15。 于是我们得到总数能超过49(即49个1)的起码条件:
z ≥ 16 且 x ≤ 1即限制住了3的情况:要么 z 太少(≤15)就会迫使 x 极大从而立刻制造 50;要么 z 足够多(≥16)则 x 必须≤1。同时不能有 y ,否则必须满足 y+z ≤ 24 。
以上,可以证明:在所有满足 x + 2y + 3z = 700的三元组中,唯一满足“不存在任何 (a,b,c) 使 a + 2b + 3c = 50”的三元组就是 (x,y,z) = (1, 0, 233),对应元素个数 234。
代码辅助验证:
# 验证脚本:枚举 1/2/3 个数,寻找所有满足总和 700 且不存在子集和为 50 的组合
# 说明:
# - 我们的数学证明已说明只需考虑 1,2,3 三种取值来寻找极大元素数的情况。
# - 本脚本穷尽 x(1的个数), y(2的个数), z(3的个数) 的可能性,检查 x+2y+3z == 700,
# 并对每个满足总和的组合用子集和判定(DP bitset),看是否存在子集和为 50。
# - 输出所有合法组合,并报告最大元素数及是否唯一。
def has_subset_sum(multiset_counts, target=50):
"""
multiset_counts: dict {value: count}
target: int
returns True if exists subset sum == target
使用 bitset 动态规划(高效且直观):
对于每种 value, count 个重复项,使用二进制拆分法加速(多重背包转 0/1 背包)。
"""
# dp 是一个整数位图,bit k 表示是否存在子集和为 k
dp = 1 # bit0 = 1 表示和为0可达
for val, cnt in multiset_counts.items():
if cnt <= 0:
continue
# 二进制拆分:把 cnt 写成若干 1,2,4,... 的和,转成若干 0/1 项
power = 1
remaining = cnt
while power <= remaining:
shift = val * power
dp |= (dp << shift)
remaining -= power
power <<= 1
if remaining > 0:
shift = val * remaining
dp |= (dp << shift)
# 剪枝:我们只关心到 target 的位,截断更高位可节省内存
dp &= (1 << (target + 1)) - 1
if (dp >> target) & 1:
return True
return False
def enumerate_123_solutions():
solutions = []
# x (1 的个数) 的上界 49(>=50 会直接产生子集50)
# y (2 的个数) 的上界 24(>=25 会直接产生子集50)
# z (3 的个数) 最大可到 233(3*233 = 699)
for x in range(0, 50):
# 剩余总和必须是偶数减去 x:700 - x = 2y + 3z
rem_after_1 = 700 - x
if rem_after_1 < 0:
break
# y 上界 24,但我们还是安全枚举 0..24
for y in range(0, 25):
rem = rem_after_1 - 2*y
if rem < 0:
break
# rem must be divisible by 3 to be representable by z*3
if rem % 3 != 0:
continue
z = rem // 3
if z < 0:
continue
# z 最大自然受限于 rem; 但不需要再修剪,z 可以很大(但不会超过 233)
if x + 2*y + 3*z != 700:
continue
# 构造多重集合并检测是否存在子集和 50
counts = {}
if x: counts[1] = x
if y: counts[2] = y
if z: counts[3] = z
if not has_subset_sum(counts, target=50):
solutions.append((x, y, z))
return solutions
if __name__ == "__main__":
sols = enumerate_123_solutions()
print("满足条件的 (x=1s, y=2s, z=3s) 组合总数:", len(sols))
if sols:
# 列出所有合法组合(通常只有一个)
for x, y, z in sols:
total_elems = x + y + z
print(f"x={x}, y={y}, z={z} -> 元素总数={total_elems}, 总和={x + 2*y + 3*z}")
# 找最大元素数
max_elems = max(x + y + z for x, y, z in sols)
best = [t for t in sols if (t[0] + t[1] + t[2]) == max_elems]
print("最大元素数:", max_elems, "对应组合数:", len(best))
for x, y, z in best:
print("最优组合示例:", (x, y, z))
else:
print("未找到任何满足条件的 1/2/3 组合(理论上不应发生)")“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其味不同。”
同样的道理,一件事、一个段子,用不同的思考方式,能得到截然不同的结果。
如果把“高考700分”看作一次“因果律武器”的机会,合理设计规则和限制,它的价值可能远超700亿。
一次突发奇想,与诸位分享。
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