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第24章 排队的文明和效率(2)(2 / 2)

不管用了。我请前面一个朋友多拿了一张新卡,可是我身上没有带着笔,别人也都忙着在填写。我正在着急地左顾右盼前面有谁填写完了可以把笔借给我,后面一位女士轻轻碰我的手,递过来一支笔。这来自不相识的朋友的关心,让我内心很感动。我只是在把笔还给她的时候看了她一眼——穿着黑色大衣,气质高贵。能够给予陌生人恰如其分的关心,能不高贵?借这篇谈论排队制度的文章,感谢这位不相识的女士。

排队的效率要求

粉碎“四人帮”以后举办的首届华罗庚数学竞赛上,有一道这样的题目:几个人拎着水桶在一个水龙头前面排队打水,水桶有大有小。他们应该怎样排队,才能使得总的排队时间最短。这是一个寻求“最优化”的题目,目标是节省总的排队时间,达到最优。

这个题目的时代色彩很浓。首先是当时别说农村,就是许多城市,居民也还要在公共水龙头排队打水。这和现在很不相同。更有意思的是,题目的着眼点是总的排队时间最短。我们下面很快将给出实现“最优化”的方案,也就是这道题的标准答案,但是我们随后将说明,标准答案的“最优化”方案其实实现不了。说得好听一些,题目体现集体主义的精神,说得稍许不那么好听,题目反映了计划经济的思维。

上述排队打水的题目,实际上还有两个大家都会想到一块儿去的“隐含”假设条件。一是水龙头的供水速度不变,是一个常数;二是每个排队接水的人都在自己的桶接满了水才走。这样一来,用大水桶接水的人,接水时间就长,用小水桶接水的人,接水时间就短。

最优化的排队方案是这样的:到水龙头打水的人,按照他们水桶的大小,从小到大排队。这样安排,花在排队上面的总的时间最短。

相信许多读者都猜到了这个方案。猜到正确的答案,也是一种本事。不过,单是把猜到的这个最优化方案写下来,题目还只做了一小半。关键是要证明它的确是最优的方案,这才是题目的难点所在。华罗庚数学竞赛,非常看重论证能力。

方案的最优性可以这样证明:首先,只要不按照从小到大排,就至少有“挨个儿”(天津方言,“排队”之意)的两个人是大桶在前小桶在后;只要“挨个儿”的两个人是大桶在前小桶在后,总的排队时间一定还可以缩短。这样,只要违背了从小到大的排队方案,造成大桶在小桶的前面,一定是浪费时间的。从而,从小到大的排队方案最节省时间。

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