#时钟重合问题(谷歌面试题)
问题:
请问从早晨8点整开始,分针和时针第一次重合的时间是几点?
解答:
早晨8点整,时针与分针的角度相差240°
分针每分钟走360°/60=6°
时针每分钟走30°/60=0.5°
设从早晨8点整开始,经过x分钟,分针和时针第一次重合
则,(6-0.5)x=240
解得,x=480/11=43又7/11
所以,分针和时针第一次重合的时间是8点43又7/11分
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因为电子钟表,表针的跳动不是连续的,譬如分钟每次跳动6度,时针每次跳动0.5度。而编写程序时变量h小时,m分钟每次增量为1,所以我们设夹角gap为(-6~6之间)。这样带来另一个问题,一次重合接近和重合分开甚至是完全重合,最多可能出现3次夹角小于gap值。下面是Java实现代码。
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;//1小时30度,
if(-6.0 < gap && gap < 6.0){
//if(-3.5 < gap && gap < 3.5){
System.out.println(h + ":" + m);
count++;
}
}
}
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
进一步分析结果,0点~10点阶段总计算两次接近重合,实际上为重合的接近与离开,故(-11);0:0与23:59也为同样情况,故(-1);11:59与12:0也为同样情况,故(-1)。那么一共重合次数为:22次
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这类问题实际上是分针追时针的追击问题,它的公式是: t= s/v1-v2 ,S=60(格),分针速度:V1=1 格/分,时针速度:V2= 1/12 格/分, 所以,计算得到t=65+5/11 分, 根据以上计算,每隔65+5/11 分时针和分针重合一次。 即,从12点开始,每经过65+5/11 分,时针与分针重合一次, 全天共重合 22次 。
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由于时针1分钟旋转的圆心角度数为0.5度,分针1分钟旋转的圆心角度为6度,当两针第一次重合时后到第二次重合,分针比时针多旋转过的圆心角度数为360度,所以两针再次重合需要的时间为:
一昼夜有24×60=1,440(分),所以两针一昼夜重合22(次)。
重合次数=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 可见,12个小时只重合了11次!
→ 一天24小时,但是从下午开始到24点又重复了上午12小时的运转,所以下午也是和早上的12小时一样!
所以,11乘以2=22(次)。