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 1100 символов, включающая только нули, единицы и двойки. 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 | 0, R, q1 | 1, R, q1 |
После выполнения программы на ленте оказалось, что сумма цифр в строке равна 701. Определите количество нулей в исходной последовательности, при условии что в ней максимально возможное число двоек, но их меньше, чем единиц.
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 «1» и перейдет в правую ячейку.
Если встретит символ «1», то заменит его на символ «0» и перейдет в правую ячейку.
Если встретит символ «2», то заменит его на символ «1» и перейдет в правую ячейку.
Так как требуется найти максимальное количество двоек, то в исходной строке их могло быть 701. Но тогда количество единиц не может быть большим чем 399, что нарушает второе условие. Поскольку символ «1» меняется на символ «0», он не даст прирост суммы цифр в итоговой строке, тогда максимальное количество «1» в исходной строке должно быть 1100-701=399. Так как двоек меньше чем единиц, то двоек не может быть больше 398 в исходной строке, тогда количество «0» равно 303.
Ответ: 303.
Приведём решение Егора Чернецова на языке Python.
total = 1100# общее кол-во символов
target = 701# сумма цифр после работы машины
zeros = 0# переменная для кол-ва нулей
for ones in range(1, total):# перебираем количество единиц
twos = min(ones - 1, target)# количество двоек (меньше единиц, не больше target)
zeros = target - twos# количество нулей, чтобы сумма = target
if ones + twos + zeros == total:# проверка, что общая сумма символов = total
break# нашли правильную комбинацию, выходим из цикла
print(zeros)

