要计算从 n 支队伍开始,直到决出唯一的获胜队伍为止,总共进行了多少次配对比赛,我们可以分析比赛的进行过程。
在每一轮比赛中,根据当前队伍数的奇偶性,我们有两种情况:
-
当前队伍数为偶数:
- 配对进行比赛:每两支队伍进行一场比赛,总共进行 2n 场比赛。
- 产生新的队伍数:比赛结束后,胜出的队伍数为 2n。
-
当前队伍数为奇数:
- 随机轮空一支队伍:一支队伍直接晋级,其余 n−1 支队伍两两配对。
- 配对进行比赛:总共进行 2n−1 场比赛。
- 产生新的队伍数:比赛结束后,胜出的队伍数为 2n−1+1=2n+1。
我们可以通过递归或迭代的方法来计算总的配对次数。以下是一个使用Python编写的函数,通过迭代的方法来计算总配对次数:
python复制代码 def total_matches(n):
total = 0
while n > 1:
if n % 2 == 0:
matches = n // 2
else:
matches = (n - 1) // 2
total += matches
n = n // 2 if n % 2 == 0 else (n + 1) // 2
return total
# 示例使用
n = 7 # 例如,有7支队伍
print(f"总共有 {total_matches(n)} 场配对比赛")
解释:
-
初始化:
total
用于记录总的配对次数,初始值为 0。n
为初始队伍数。
-
循环:
-
当
n > 1
时,继续循环。 -
如果
n
是偶数,则配对数为n // 2
。 -
如果
n
是奇数,则配对数为(n - 1) // 2
。 -
将配对数累加到
total
。 -
更新
n
为下一轮的队伍数:- 如果
n
是偶数,则n
更新为n // 2
。 - 如果
n
是奇数,则n
更新为(n + 1) // 2
。
- 如果
-
-
返回结果:
- 当
n
变为 1 时,循环结束,返回total
作为总的配对次数。
- 当
通过这种方式,我们可以计算出从 n 支队伍到决出唯一获胜队伍为止,总共进行了多少次配对比赛。
问题分析
比赛遵循独特的赛制:
- 如果当前队伍数为偶数,那么每支队伍都会与另一支队伍配对进行比赛。总共进行 2n 场比赛,并且产生 2n 支获胜队伍进入下一轮。
- 如果当前队伍数为奇数,那么将会随机轮空一支队伍并让其晋级,其余的队伍两两配对进行比赛。总共进行 2n−1 场比赛,并且产生 2n+1 支获胜队伍进入下一轮。
我们需要计算直到决出唯一的获胜队伍为止,总共进行了多少次配对比赛。
解题步骤
-
初始化变量:
total_matches
:用于记录总的配对次数,初始值为 0。current_teams
:表示当前轮次的队伍数,初始值为 n。
-
循环计算:
-
当
current_teams
大于 1 时,继续循环。 -
在每一轮中,根据
current_teams
的奇偶性来计算配对次数:- 如果
current_teams
是偶数,则配对次数为current_teams // 2
,并且更新current_teams
为current_teams // 2
。 - 如果
current_teams
是奇数,则配对次数为(current_teams - 1) // 2
,并且更新current_teams
为(current_teams + 1) // 2
(因为有一支队伍轮空晋级)。
- 如果
-
将每一轮的配对次数累加到
total_matches
中。
-
-
返回结果:
- 当
current_teams
变为 1 时,循环结束,返回total_matches
作为总的配对次数。
- 当