Исполнитель МТ представляет собой читающую и записывающую головку, которая может передвигаться вдоль бесконечной горизонтальной ленты, разделённой на равные ячейки. В каждой ячейке находится ровно один символ из алфавита исполнителя (множество символов A = {a0, a1, ..., an − 1}), включая специальный пустой символ a0.
Время работы исполнителя делится на дискретные такты (шаги). На каждом такте головка МТ находится в одном из множества допустимых состояний Q = {q0, q1, ..., qn − 1}. В начальный момент времени головка находится в начальном состоянии q0.
На каждом такте головка обозревает одну ячейку ленты, называемую текущей ячейкой. За один такт головка исполнителя может переместиться в ячейку справа или слева от текущей, не меняя находящийся в ней символ, или заменить символ в текущей ячейке без сдвига в соседнюю ячейку. После каждого такта головка переходит в новое состояние или остаётся в прежнем состоянии.
Программа работы исполнителя МТ задаётся в табличном виде.
| a0 | a1 | ... | an-1 | |
| q0 | команда | команда | ... | команда |
| q1 | команда | команда | ... | команда |
| ... | ... | ... | ... | ... |
| qn-1 | команда | команда | ... | команда |
В первой строке перечислены все возможные символы в текущей ячейке ленты, в первом столбце — возможные состояния головки. На пересечении i-й строки и j-го столбца находится команда, которую выполняет МТ, когда головка обозревает j-й символ, находясь в i-м состоянии. Если пара «символ — состояние» невозможна, то клетка для команды остаётся пустой.
Каждая команда состоит из трёх элементов, разделённых запятыми: первый элемент — записываемый в текущую ячейку символ алфавита (может совпадать с тем, который там уже записан). Второй элемент — один из четырёх символов «L», «R», «N», «S». Символы «L» и «R» означают сдвиг в левую или правую ячейки соответственно, «N» — отсутствие сдвига, «S» — завершение работы исполнителя МТ после выполнения текущей команды.
Сдвиг происходит после записи символа в текущую ячейку. Третий элемент — новое состояние головки после выполнения команды.
Например, команда 0, L, q3 выполняется следующим образом: в текущую ячейку записывается символ «0», затем головка сдвигается в соседнюю слева ячейку и переходит в состояние q3.
Приведём пример выполнения программы, заданной таблично. На ленте записано неизвестное ненулевое количество расположенных подряд в соседних ячейках символов «Z», все остальные ячейки ленты заполнены пустым символом «λ». В начальный момент времени головка находится на неизвестном ненулевом расстоянии справа от самого правого символа «Z».
Программа.
| λ | Z | |
| q0 | λ, L, q0 | X, L, q1 |
| q1 | λ, S, q1 | X, L, q1 |
заменяет на ленте все символы «Z» на «X» и останавливает исполнителя в первой ячейке слева от последовательности символов «X».
Возможное начальное состояние исполнителя.
| ... | λ | λ | Z | Z | Z | Z | λ | ... |
Конечно состояние исполнителя после завершения выполнения программы.
| ... | λ | X | X | X | X | λ | λ | ... |
Выполните задание.
На ленте в соседних ячейках записана последовательность из 1600 символов, включающая только нули, единицы и двойки. Каждый из символов должен быть в последовательности. Ячейки справа и слева от последовательности заполнены пустыми символами «λ». В начальный момент времени головка расположена в ближайшей ячейке слева от последовательности.
Программа работы исполнителя.
| λ | 2 | 1 | 0 | |
| q0 | λ, R, q1 | |||
| q1 | λ, S, q1 | 1, R, q1 | 2, R, q1 | 2, R, q1 |
После выполнения программы на ленте оказалось, что в строке одинаковое количество четных и нечетных цифр. Определите максимально возможное число единиц в исходной последовательности.
Рассмотрим программу исполнителя МТ. Исполнитель находится в ближайшей ячейке слева от последовательности. Следовательно, исполнитель выполнит команду влево. Как только исполнитель встретит символ «λ», то программа исполнителя закончится.
Если встретит символ «0», то заменит его на символ «2» и перейдет в правую ячейку.
Если встретит символ «1», то заменит его на символ «2» и перейдет в правую ячейку.
Если встретит символ «2», то заменит его на символ «1» и перейдет в правую ячейку.
Так как в итоговой последовательности одинаковое количество четных и нечетных цифр, то в этой последовательности 800 символов «2» и 800 символов «1». Символ «2» нам дадут символы «1» и «0», то в исходной последовательности должно быть 800 символов «1» или «0». Так как требуется определить максимально возможное число единиц в исходной последовательности, то символов «1» должно быть 800-1=799, так как по условию, должен быть хоть один символ «0».
Ответ: 799.
Приведём решение Егора Чернецова на языке Python.
total = 1600
max_ones = 0
for ones in range(0, 800):# количество единиц в исходной последовательности (не включая 800)
zeros = 800 - ones# количество нулей, чтобы после работы чётные = нечётные
twos = total - zeros - ones# количество двоек
if zeros >= 0 and twos >= 0:
max_ones = ones# обновляем максимум
print(max_ones)

