|
| 1 | +### 题目描述 |
| 2 | + |
| 3 | +这是 LeetCode 上的 **[672. 灯泡开关 Ⅱ](https://leetcode.cn/problems/bulb-switcher-ii/solution/by-ac_oier-3ttx/)** ,难度为 **中等**。 |
| 4 | + |
| 5 | +Tag : 「脑筋急转弯」 |
| 6 | + |
| 7 | + |
| 8 | + |
| 9 | +房间中有 `n` 只已经打开的灯泡,编号从 `1` 到 `n` 。墙上挂着 `4` 个开关 。 |
| 10 | + |
| 11 | +这 `4` 个开关各自都具有不同的功能,其中: |
| 12 | + |
| 13 | +* 开关 1 :反转当前所有灯的状态(即开变为关,关变为开) |
| 14 | +* 开关 2 :反转编号为偶数的灯的状态(即 `2, 4, ...`) |
| 15 | +* 开关 3 :反转编号为奇数的灯的状态(即 `1, 3, ...`) |
| 16 | +* 开关 4 :反转编号为 `j = 3k + 1` 的灯的状态,其中 `k = 0, 1, 2, ...`(即 `1, 4, 7, 10, ...`) |
| 17 | + |
| 18 | +你必须 恰好 按压开关 `presses` 次。每次按压,你都需要从 `4` 个开关中选出一个来执行按压操作。 |
| 19 | + |
| 20 | +给你两个整数 `n` 和 `presses`,执行完所有按压之后,返回 不同可能状态 的数量。 |
| 21 | + |
| 22 | +示例 1: |
| 23 | +``` |
| 24 | +输入:n = 1, presses = 1 |
| 25 | +
|
| 26 | +输出:2 |
| 27 | +
|
| 28 | +解释:状态可以是: |
| 29 | +- 按压开关 1 ,[关] |
| 30 | +- 按压开关 2 ,[开] |
| 31 | +``` |
| 32 | +示例 2: |
| 33 | +``` |
| 34 | +输入:n = 2, presses = 1 |
| 35 | +
|
| 36 | +输出:3 |
| 37 | +
|
| 38 | +解释:状态可以是: |
| 39 | +- 按压开关 1 ,[关, 关] |
| 40 | +- 按压开关 2 ,[开, 关] |
| 41 | +- 按压开关 3 ,[关, 开] |
| 42 | +``` |
| 43 | +示例 3: |
| 44 | +``` |
| 45 | +输入:n = 3, presses = 1 |
| 46 | +
|
| 47 | +输出:4 |
| 48 | +
|
| 49 | +解释:状态可以是: |
| 50 | +- 按压开关 1 ,[关, 关, 关] |
| 51 | +- 按压开关 2 ,[关, 开, 关] |
| 52 | +- 按压开关 3 ,[开, 关, 开] |
| 53 | +- 按压开关 4 ,[关, 开, 开] |
| 54 | +``` |
| 55 | + |
| 56 | +提示: |
| 57 | +* $1 <= n <= 1000$ |
| 58 | +* $0 <= presses <= 1000$ |
| 59 | + |
| 60 | +--- |
| 61 | + |
| 62 | +### 分情况讨论 |
| 63 | + |
| 64 | +记灯泡数量为 $n$(至少为 $1$),翻转次数为 $k$(至少为 $0$),使用 `1` 代表灯亮,使用 `0` 代表灯灭。 |
| 65 | + |
| 66 | +我们根据 $n$ 和 $k$ 的数值分情况讨论: |
| 67 | + |
| 68 | +* 当 $k = 0$ 时,无论 $n$ 为何值,都只有起始(全 `1`)一种状态; |
| 69 | +* 当 $k > 0$ 时,根据 $n$ 进一步分情况讨论: |
| 70 | + * 当 $n = 1$ 时,若 $k$ 为满足「$k > 0$」的最小值 $1$ 时,能够取满「`1`/`0`」两种情况,而其余更大 $k$ 值情况能够使用操作无效化(不影响灯的状态); |
| 71 | + * 当 $n = 2$ 时,若 $k = 1$,能够取得「`11`/`10`/`01`」三种状态,当 $k = 2$ 时,能够取满「`11`/`10`/`01`/`00`」四种状态,其余更大 $k$ 可以通过前 $k - 1$ 步归结到任一状态,再通过最后一次的操作 $1$ 归结到任意状态; |
| 72 | + * 当 $n = 3$ 时,若 $k = 1$ 时,对应 $4$ 种操作可取得 $4$ 种方案;当 $k = 2$ 时,可取得 $7$ 种状态;而当 $k = 3$ 时可取满 $2^3 = 8$ 种状态,更大的 $k$ 值可通过同样的方式归结到取满的 $8$ 种状态。 |
| 73 | + * 当 $n > 3$ 时,根据四类操作可知,灯泡每 $6$ 组一循环(对应序列 `k + 1`、`2k + 2`、`2k + 1` 和 `3k + 1`),即只需考虑 $n <= 6$ 的情况,而 $n = 4$、$n = 5$ 和 $n = 6$ 时,后引入的灯泡状态均不会产生新的组合(即新引入的灯泡状态由前三个灯泡的状态所唯一确定),因此均可归纳到 $n = 3$ 的情况。 |
| 74 | + |
| 75 | +Java 代码: |
| 76 | +```Java |
| 77 | +class Solution { |
| 78 | + public int flipLights(int n, int k) { |
| 79 | + if (k == 0) return 1; |
| 80 | + if (n == 1) return 2; |
| 81 | + else if (n == 2) return k == 1 ? 3 : 4; |
| 82 | + else return k == 1 ? 4 : k == 2 ? 7 : 8; |
| 83 | + } |
| 84 | +} |
| 85 | +``` |
| 86 | +TypeScript 代码: |
| 87 | +```TypeScript |
| 88 | +function flipLights(n: number, k: number): number { |
| 89 | + if (k == 0) return 1 |
| 90 | + if (n == 1) return 2 |
| 91 | + else if (n == 2) return k == 1 ? 3 : 4; |
| 92 | + else return k == 1 ? 4 : k == 2 ? 7 : 8; |
| 93 | +}; |
| 94 | +``` |
| 95 | +* 时间复杂度:$O(1)$ |
| 96 | +* 空间复杂度:$O(1)$ |
| 97 | + |
| 98 | +--- |
| 99 | + |
| 100 | +### 最后 |
| 101 | + |
| 102 | +这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 `No.672` 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。 |
| 103 | + |
| 104 | +在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。 |
| 105 | + |
| 106 | +为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。 |
| 107 | + |
| 108 | +在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。 |
| 109 | + |
0 commit comments