LeetCode 每日一题(2020.7.24)

题目地址(1025. 除数博弈)

https://leetcode-cn.com/problems/divisor-game/

题目描述

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 。
用 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。

思路:找规律,数学归纳法证明规律

思路与算法

N = 1时,Alice败
N = 2时,Alice拿1,N变为1,Bob无法操作,Alice胜
N = 3时,Alice只能拿1,N变为2,根据N = 2的结论可知,Bob胜,Alice败
N = 4时,Alice只能拿1或2,如果拿1,N变为3,根据N = 3的结论可知,Alice胜,Bob败
N = 5时,Alice只能拿1,N变为4,根据N = 4的结论可知,Alice败,Bob胜

根据以上的结果,可以猜想N为奇数时,Alice败,N为偶数时,Alice胜,接下来用数学归纳法证明这个猜想。
证明:
1.N = 1,N = 2结论成立;
2.N > 2时,假设N ≤ k时,结论成立,则,当N = k + 1时,
 1.k为偶数时,则k + 1为奇数,x 是k + 1的因数,x只可能是奇数,奇数减奇数一定是偶数,k + 1 - x ≤ k,轮到Bob时N是偶数,根据假设,Bob胜,所以Alice败,假设成立;
 2.k为奇数时,则k + 1为偶数,x可能为偶数也可能为奇数,但按照最佳策略,Alice应该拿一个奇数,使得Bob遇到的N是偶数,根据1此时Bob处于必败态,所以Alice处于必胜态;
综上所述,假设成立,所以我们的猜想是正确的。

Python代码

class Solution:
    def divisorGame(self, N: int) -> bool:
        return N % 2 == 0

复杂度分析

时间复杂度:O(1)
空间复杂度:O(1)

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