比赛配对问题|豆包MarsCode AI刷题

2 阅读3分钟

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:

  1. 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​。
  2. 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:

  1. 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。
  2. 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
  3. 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。

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

  1. 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。
  2. 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)。
    • 将每一轮的配对次数累加到 total_matches 中。

  3. 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。