leetcode779

题目描述

在第一行我们写上一个 。接下来的每一行,将前一行中的 替换为 , 替换为 。给定行数 和序数 ,返回第 行中第 个字符。( 从1开始)。

题目分析

今天做这道题的时候一时间没有想到好的解决办法,于是没有多想就去看了题解,一看才发现这道题的解法竟然有这么多。题目本身难度并不大,但是仔细分析的话还是能发现其中的有趣之处的。首先,这道题虽然有两个输入:行数 和序数 ,但其实输出和 并没有关系,仅仅取决于 。我们只要简单地列几行就能发现,第 行的长度是 ,每一行可以分为两个部分,前半部分和它的上一行完全相等,而后半部分为前半部分的取反结果,我们仅仅需要确定 在这一行的哪一部分,就能将其转化为一个子问题,递归解法的思路就显而易见了(具体解法可以去看官方题解)。那么为什么输出和 无关呢,因为无论 有多大,只要 在第 行的前半部分,那么 与 就是等价的。反过来说,一旦确定了 ,我们总能找到某一行 ,使得 在第 行的后半部分,经过迭代, 可以转化成 ,而 是由 唯一决定的。所以说,递归解法用到了 这一无效条件,如果 非常大,会浪费大量的时间,并不是最优雅的解法。那么该怎么摆脱 的束缚呢?

解决

前面也说过,一旦确定了 ,我们总能找到某一行 ,使得 在第 行的后半部分。为方便理解,我们不妨让 从 开始,事先让 。我们从第 行开始分析,记第 行元素为 。我们要求的是 , 等于 取反的结果( 在后半部分,所以满足 ),而在前半部分,可以转化到上一行中,迭代这个过程,我们最终会到达第一行。反过来想,最终的结果其实是经过 次取反操作得到的,取反的源操作数就是第一行的 ,所以问题进一步转化确定 的大小,甚至 具体的大小都不需要知道,只需确定其奇偶。进一步分析, 有多次出现在行的后半部分,就需要进行多少次取反操作,当且仅当 满足条件,而 其实就说明 的二进制表示中最高位为 ,因为 ,所以 的最高位表示的就是 ,所以取反操作将 转化为 其实就是将这个最高位的 去掉了。反之,若在当前行中 的最高位为 ,则说明 在前半部分,直接过渡到上一行即可。综上所述,我们能得到一个令人惊叹的结论:取反操作次数等于 的二进制表示中 的个数。至此,这个问题就被漂亮地解决了。

代码

int kthGrammar(int N, int K) {
        bool ans = 0; K--;
        while(K) {
            if(K%2) ans = !ans;
            K /= 2;
        }
        return ans;
    }

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