摘要:以下是對史密斯先生有兩個孩子的可能情況進行描述,其中函數隨機返回或的概率均為用于模擬現實中生男孩女孩的概率各一半。
??無意在維基看到了一個關于概率悖論的討論Boy or Girl paradox。有爭議的的題目如下:
??史密斯先生有兩個孩子,至少其中之一是男孩,請問兩個孩子都是男孩的可能性有多大?
??原文如下:
??Mr. Smith has two children. At least one of them is a boy. What is the probability that both children are boys?
??一部分人的答案是1/3,一部分人的答案是1/2.為什么會產生這樣的結果呢,文中說得很清楚是因為問題本身存在歧義,對“至少一個孩子是男孩”的信息做不同的假設,導致了不同的結果。問題歸根結底是由于自然語言的二義性,將問題轉化成了兩個不同的數學模型,從而產生了兩個不同的結果。我們知道設計一種編程語言的任務之一就是消除其二義性,因此一般而言編程語言是一種沒有歧義的語言(所以程序員都喜歡寫代碼不喜歡說話么),如果用編程語言來描述這一問題,會不會好理解點呢?以java為例,我們來看看。
??以下是對史密斯先生有兩個孩子的可能情況進行描述,其中random.nextBoolean()函數隨機返回true或false的概率均為1/2,用于模擬現實中生男孩女孩的概率各一半。可見程序不僅描述了所有的組合,還明確了題目中暗含的條件。
class TwoChildren { Child child1; Child child2; public TwoChildren()//一個孩子是男孩或女孩的概率是50% { child1 = random.nextBoolean()?Child.BOY:Child.GIRL; child2 = random.nextBoolean()?Child.BOY:Child.GIRL; } }
??接著描述“至少一個孩子是男孩”,因為這里是存在歧義的地方,所以轉化成代碼描述時,我們會根據兩個不同的假定,得到不同的代碼。1/3結果的假定條件:觀察了史密斯的兩個孩子,其中一個是男孩:
boolean isObserved(TwoChildren draw) { return draw.child1 == Child.BOY || draw.child2 == Child.BOY; }
熟悉java的程序員會注意到,如果child1為BOY的話,child2不會被觀察(||運算符后面的代碼不會被執行),是否和自然語言描述不一樣?我們從邏輯或運算定義可知二者是等價的,即使||運算符后面的代碼被執行,也不影響程序結果,換成自然語言就是我們觀察史密斯的兩個孩子時,一個一個的觀察,如果發現其中一個是男孩,就已經保證了“至少一個是男孩”,就沒必要接著觀察了。
??接著描述1/2的結果假定條件:隨機觀察了史密斯的一個孩子,其中一個是男孩:
boolean isObserved(TwoChildren draw) { return random.nextBoolean()?draw.child1 == Child.BOY:draw.child2 == Child.BOY; }
其中random.nextBoolean()函數隨機返回true或false的概率均為1/2,就是兩個孩子被選中觀察的概率是1/2.
最后我們描述問題的提出
if(isObserved(draw)) { observedCount ++; if(draw.child1 == Child.BOY && draw.child2 == Child.BOY) {//兩個孩子都是男孩 matchedCount++; //經過很多次運算后,((double)matchedCount/observedCount)最可能的值是多少? } }
??至此我們將一個以自然語言描述的問題,轉化成了一個以程序語言描述的問題。這個轉化是否正確呢,我們做10萬次測試,看結果是否滿足數學推導的預期。以下是一個完整的測試代碼:
package hermitdl.test2; import java.util.Random; /** * Test for <> */ public class App { static enum Child { BOY, GIRL }; static Random random = new Random(); static class TwoChildren { Child child1; Child child2; public TwoChildren()//一個孩子是男孩或女孩的概率是50% { child1 = random.nextBoolean()?Child.BOY:Child.GIRL; child2 = random.nextBoolean()?Child.BOY:Child.GIRL; } } //隨機檢查一個孩子的性別是否是男孩 static class PeekOneTest extends ProbabilityTest { @Override boolean isObserved(TwoChildren draw) { return random.nextBoolean()?draw.child1 == Child.BOY:draw.child2 == Child.BOY; } } //檢查兩個孩子的性別,是否其中之一是男孩 static class PeekTwoTest extends ProbabilityTest { @Override boolean isObserved(TwoChildren draw) { return draw.child1 == Child.BOY || draw.child2 == Child.BOY; } } static abstract class ProbabilityTest { int observedCount = 0; int matchedCount = 0; //在isObserved為真的情況下計數,以及兩個孩子均是女孩的情況計數。 void test(TwoChildren draw) { if(isObserved(draw)) { observedCount ++; if(draw.child1 == Child.BOY && draw.child2 == Child.BOY) { ////兩個孩子都是男孩 matchedCount++; } } } abstract boolean isObserved(TwoChildren draw); void printResult() { System.out.printf(this.getClass().getSimpleName() +"=%d/%d=%f " ,matchedCount ,observedCount ,((double)matchedCount/observedCount)); } } public static void main( String[] args ) { PeekOneTest peekOneTest = new PeekOneTest(); PeekTwoTest peekTwoTest = new PeekTwoTest(); TwoChildren draw; for(int i = 0;i < 1000000; i++) { draw = new TwoChildren(); peekOneTest.test(draw); peekTwoTest.test(draw); } peekOneTest.printResult(); peekTwoTest.printResult(); } }
以下為程序的幾次運行結果:
PeekOneTest=249436/499301=0.499570
PeekTwoTest=249436/750234=0.332478
PeekOneTest=250209/500229=0.500189
PeekTwoTest=250209/749846=0.333681
PeekOneTest=249963/500234=0.499692
PeekTwoTest=249963/749712=0.333412
??可見模擬結果始終分別在1/2與1/3附近波動,是符合數學預期的。
文章版權歸作者所有,未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為,您可以聯系管理員刪除。
轉載請注明本文地址:http://specialneedsforspecialkids.com/yun/19836.html
摘要:以下是對史密斯先生有兩個孩子的可能情況進行描述,其中函數隨機返回或的概率均為用于模擬現實中生男孩女孩的概率各一半。 ??無意在維基看到了一個關于概率悖論的討論Boy or Girl paradox。有爭議的的題目如下:??史密斯先生有兩個孩子,至少其中之一是男孩,請問兩個孩子都是男孩的可能性有多大???原文如下:??Mr. Smith has two children. At leas...
摘要:對于這種會退出的情況,數組顯然不能像鏈表一樣直接斷開,因此采用標記法先生成一個長度為的布爾型數組,用填充。中對整個進行遍歷才能得到此時數組中的數量。 文中的速度測試部分,時間是通過簡單的 System.currentTimeMillis() 計算得到的, 又由于 Java 的特性,每次測試的結果都不一定相同, 對于低數量級的情況有 ± 20 的浮動,對于高數量級的情況有的能有 ± 10...
摘要:一般用大寫的表示文法的開頭,稱為開始符號。更多討論討論地址是精讀手寫編譯器文法介紹如果你想參與討論,請點擊這里,每周都有新的主題,周末或周一發布。 1 引言 文法用來描述語言的語法規則,所以不僅可以用在編程語言上,也可用在漢語、英語上。 2 精讀 我們將一塊語法規則稱為 產生式,使用 Left → Right 表示任意產生式,用 Left => Right 表示產生式的推導過程,比如對...
閱讀 2105·2021-11-23 10:06
閱讀 3456·2021-11-11 16:54
閱讀 3336·2019-08-29 17:31
閱讀 3563·2019-08-29 17:05
閱讀 2166·2019-08-26 13:36
閱讀 2155·2019-08-26 12:17
閱讀 520·2019-08-26 12:12
閱讀 1668·2019-08-26 10:19