假设有n盏灯(n为不大于5000的正整数),从1到n按顺序依次编号,初始时全部处于开启状态;有m个人(m为不大于n的正整数)也从1到m依次编号。
时间: 2023-05-31 09:18:15 浏览: 339
指示灯控制,计算灯亮的个数
### 回答1:
题目假设有n个盏灯(n为不大于5000的正整数),从1到n按顺序编号,初始时全部处于开启状态;同时有m个人(m为不大于n的正整数),从1到m依次编号。每个人依次进行操作,第i个人将所有编号为i的倍数的灯的开关状态进行一次取反操作(即开启的变为关闭,关闭的变为开启)。
### 回答2:
每个人可以按照以下规则对灯进行操作:
1. 第i个人只对所有序号为i的倍数的灯进行操作(包括打开和关闭);
2. 如果灯原来是开着的,那么第i个人对它进行一次操作后,它就会关闭;如果它原来是关着的,那么第i个人对它进行一次操作后,它就会打开。
问最终有多少盏灯是开着的。
首先需要明确的是,在操作灯的过程中,若一个数i的因子个数为奇数,则它最后状态会变为开启,反之,若它的因子个数为偶数,则最后状态会为关闭。因为一个数的因子总是成对出现的,除了平方数,它自身作为因子只会算一次。这是实际问题中的一个数学规律。
所以我们只需要确定1到n每个数的因子个数,即可得到最终结果。可以采用暴力的方法,在1到n循环,依次确定每个数的因子个数。时间复杂度为O(n^2)。但是此时n最大为5000,效率会比较低。
更高效的方法是采用线性筛法求1到n每个数的因子个数。首先,每个数a的因子个数一定等于它的因子b的因子个数加1,其中b为a的质因子。所以,我们可以在筛素数的同时,预处理出每个数i的最小质因子p[i],以及它生成的后继数p[i]*j(j为i的不包括p[i]因子的因子)的最小质因子p[i*j],再根据上述规律求出每个数的因子个数。
最后,根据得到的因子个数统计开着的灯的个数即可。
代码如下:
### 回答3:
每个人按顺序来到这些灯前,会按照以下规则对部分灯进行开关操作:
1. 第一个人将所有编号为奇数的灯关闭;
2. 第二个人将所有编号为3的倍数的灯进行开关操作:闭合状态则打开,打开状态则关闭;
3. 第三个人将所有编号为4的倍数的灯进行开关操作:闭合状态则打开,打开状态则关闭;
4. 以此类推,第k个人依次对所有编号为k的倍数的灯进行开关操作,即闭合状态则打开,打开状态则关闭;
最后统计还有多少盏灯处于打开状态。
解题思路:
这道题先注意读题,其他博客上方法很多其实都编到了题目中,甚至题目所强调的m<=n都没看到(我翻了两页没看到)。
正题:这道题有一重循环肯定是跑不掉的,即m个人依次对每个编号为k的倍数的灯进行开关操作的这个循环。
现在不处理k和m,我们先把步骤3解析一下,编号为4的倍数的灯进行开关操作。它本来就是开的,变成闭的;是闭的,这里变成开的,开关相反。类似题目中快排的标杆左右划分,以下称为原始开关状态。
其原理是,一次开关操作后,编号为4倍数+1的灯的状态会被改变,编号为8倍数+1的灯的状态又会被改变一次,编号为12倍数+1的灯的状态又会被改变一次。经过检查得知,K倍数+1也一样。所以,每到一个人,1~K-1号灯的亮灭状态是不会改变的。
于是可以把1~n灯的原始开关状态预处理出来,用bool类型存储。
以上面编号为4的情况作为例子:
$
\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline
1 &2 &3 &4 &5 &6 &7 &8 &9 \\ \hline
\texttt{O} & \texttt{O} &\texttt{O} &X &\texttt{O} &\texttt{O} &\texttt{O} &X &\texttt{O}\\ \hline
\end{array}
$
O为初始化开的,X为初始化关的,1~3号状态不变,4、8状态变化,5、9依然是开着的。
再从1到m枚举每个人,将其负责的灯编号以及它的倍数对应状态进行转化,转化方式由原始开关状态决定,用异或运算符^表示:
bool[i]=bool[i]^1 //将灯的开关状态取反
获取数组的某个元素的状态就能用bool[n]的形式来操作。因为排除了不需要转化的部分,不需要枚举1~k-1,所以最后只需要统计bool数组中为true的元素个数即可。
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