带锁的门—算法随笔
程序员文章站
2024-03-19 22:10:46
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问题描述
带锁的门
走廊上n个带锁的门,从1到n一次编号,最初都关着,我们从门前经过n次,每次都从1号门开始,在第i次经过时,我们改变i的倍数的门锁状态,这样,最后一次经过时,那些门开着,那些门关着?
问题分析
首先举一个简单的例子分析
这里事先规定门开使用1标记,锁门使用0标记。
假设有4个带锁的门,从1到4编号,初始状态的序列是0000,首先第1次经过时,改变1的倍数的门锁的状态,门锁的序列改变为1111,然后第2次
经过时,改变2的倍数的门锁的状态,门锁的序列改变为1010,然后同理第3次,序列变为1000,第4次,序列变为1001.
最终的序列就是1001;
下面使用一般的思维分析
可以观察每一扇门的最终状态是由什么决定的。
第一扇门 因子(包括1和本身)只有一个
第二扇门 因子有两个
第三扇门 因子有两个
第四扇门 因子有三个
由上述可得因子是奇数个,门是开着的,因子是偶数个,门是关闭。
但是大多数情况下,每个数的因子是成对出现的,例如数15的因子有1和15,以及3和5,数12的因子有1和12,2和6,3和4,所以有偶数个因子。只有当这个数是完全平方数时,例如1,4,9,16,25,36等等,它的因子除成对出现的以外,还有它的整数平方根作为单独的因子,这些完全平方数的因子数为奇数。
所以最后一次经过后,只有编号为1,4,9,16,25,36,49,64,81…的门会开着,其余编号的门都关着。打开的门总数为floor(sqrt(n)).