第20题 | 豆包MarsCode AI刷题

113 阅读3分钟

题目描述: 小R正在精心策划一场独具匠心的比赛,这场比赛的赛制堪称精妙绝伦。参赛队伍的数量为 n,其淘汰机制如同一场精心编排的淘汰赛,充满了戏剧性和悬念。

比赛规则犹如一套精密的淘汰算法,根据参赛队伍数量的奇偶性,呈现出截然不同的对阵逻辑:

  • 当参赛队伍数为偶数时,比赛进程如同一场精心设计的对称之战:

    • 每支队伍都将面对一个对手
    • 总共进行 n / 2 场激烈对决
    • 胜利的队伍数量精确地等同于比赛场次,即 n / 2 支队伍晋级
  • 当参赛队伍数为奇数时,比赛规则更显神秘与戏剧性:

    • 将随机抽取一支幸运队伍直接晋级
    • 其余队伍按照配对规则展开厮杀
    • 总共进行 (n - 1) / 2 场颠覆性的对决
    • 晋级队伍数量为 (n - 1) / 2 + 1,多出的一支来自神秘的随机轮空

小R的目标是揭示这场充满悬念的比赛中,从初赛到决赛将总共进行多少场配对。

解题思路

  1. 递归模拟法: 面对这个看似复杂却又暗藏规律的问题,最直观的解题方法是通过递归模拟比赛的全过程。这种方法如同一个精密的模拟器,能够精确还原比赛的每一个细节和转折:

    • 递归终止条件:当队伍数量缩减至1时,意味着冠军已经诞生,递归立即停止。这一刻犹如战争中最后的决战时刻,胜者已经浮出水面。

    • 偶数队伍处理

      • 对于偶数数量的队伍,配对过程如同一场精确的军事调度
      • 每一轮比赛将队伍数量精确地减半
      • 配对次数等于当前队伍数的一半
    • 奇数队伍处理

      • 奇数队伍的处理更显复杂和戏剧性
      • 随机轮空一支队伍,保持比赛的不确定性
      • 其余队伍按照配对规则进行对决
      • 队伍数量将减少至 (n + 1) / 2
    • 递归计算

      • 每一轮递归都会返回当前轮次的配对数
      • 最终结果是所有轮次配对数的累加
  2. 迭代模拟法: 除了递归方法,我们还可以采用更加直观和高效的迭代方法,如同一个精确的计算机程序,逐步模拟比赛的演进过程:

    • 初始化状态:从给定的初始队伍数 n 开始

    • 迭代处理

      • 使用循环不断模拟比赛轮次
      • 每一轮根据队伍数的奇偶性调整配对策略
      • 实时累加配对次数
    • 终止条件:当队伍数减少至1时停止迭代

  3. 数学规律法: 通过深入分析比赛规则,我们可以发现一个潜在的数学模式,将复杂的递归或迭代过程转化为一个优雅的数学表达:

    • 观察规律:每一轮比赛都会以某种方式减少队伍数量
    • 数学建模:尝试找出队伍数量变化的通用公式
    • 推导配对次数:将比赛过程抽象为一个数学序列

算法复杂度分析

  • 时间复杂度:O(log n)

    • 每一轮比赛都会将队伍数量减半
    • 总轮次与 log n 成正比
  • 空间复杂度:O(log n)

    • 递归实现需要额外的栈空间
    • 迭代实现可以将空间复杂度降低到 O(1)

解题关键点

  • 准确处理奇数和偶数队伍数量的不同情况
  • 精确模拟比赛的淘汰过程
  • 实时追踪和累加配对次数
  • 设计健壮的终止条件
  • 在不同解法间权衡时间和空间效率