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1025. Divisor Game.md

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1025. 除数博弈

爱丽丝和鲍勃一起玩游戏,他们轮流行动。爱丽丝先手开局。

最初,黑板上有一个数字 N 。在每个玩家的回合,玩家需要执行以下操作:

  • 选出任一 x,满足 0 < x < N 且 N % x == 0 。
  • N - x 替换黑板上的数字 N

如果玩家无法执行这些操作,就会输掉游戏。

只有在爱丽丝在游戏中取得胜利时才返回 True,否则返回 false。假设两个玩家都以最佳状态参与游戏。

 

示例 1:

输入:2
输出:true
解释:爱丽丝选择 1,鲍勃无法进行操作。

示例 2:

输入:3
输出:false
解释:爱丽丝选择 1,鲍勃也选择 1,然后爱丽丝无法进行操作。

 

提示:

  1. 1 <= N <= 1000

解法一

//时间复杂度O(?), 空间复杂度O(?)
class Solution {
public:
    bool can_win(int N, vector<int>& rec) {
        //if(N <= 1) return false;
        for(int i = 1; i <= N / 2; i++) {//尝试每一个能整除的数
            if(N % i == 0 ) {
                if(rec[N - i] == 0) {//选i时,下一回合对手会输,我就赢了
                    rec[N] = 1;
                    return true;
                }
                else if(rec[N - i] == -1) {//未知
                    rec[N] = !can_win(N - i, rec);
                    return rec[N];
                }
                else continue;//选i必输,试下一个数
            }
        }
        rec[N] = 0;//尝试过了所有能除尽的数字,都不能赢。那输定了
        return false;
    }
    
    bool divisorGame(int N) {
        vector<int> rec(N + 1, -1);//-1:未知;0:输;1:赢
        return can_win(N, rec);
    }
};

解法二

//时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n)
class Solution {
public:
    bool divisorGame(int N) {
        vector<int> rec(N + 1, 0);
        for(int i = 2; i <= N; i++) {
            int high = sqrt(i);
            for(int j = 1; j <= high; j++) {
                if(i % j == 0 && rec[i - j] == 0) {
                    rec[i] = 1;
                    goto nexti;
                }
            }
            nexti:;
        }
        return rec[N];
    }
};

解法一:

当面临剩余数字为N时,递归遍历所有可能的情况,即尝试所有能整除N的数i(1=<i<N),如果存在一个数i能使对手面临N-i时必输,那自己就能赢。利用这个思路,容易写出如下递归解:

class Solution {
public:
    bool divisorGame(int N) {
        //if(N <= 1) return false;
        for(int i = 1; i <= N / 2; i++) {
            if(N % i == 0 && !divisorGame(N - i))
                return true;
        }
        return false;
    }
};

从思路上看此解是正确的,但是存在大量重复计算。完全可以将其重复子问题只求解一次然后存入表中,后续再遇到直接查表来节约计算量。解决办法是解法一,利用了一个记录rec,rec[N]代表自己面临N个数时是否能赢(0表示必输,1必赢,-1未计算。其中"必输"、"必赢"中必然性的前提是两个人每一步都能做出最优选择,题上已经说明了)。代码如上。

解法二:

可以不使用递归,迭代即可。这里把求整除数的搜索上限改为了sqrt(x),但是提交结果显示计算更慢了,原因不详。

2019/09/07 23:46