319. 灯泡开关
难度中等
初始时有 n
个灯泡处于关闭状态。第一轮,你将会打开所有灯泡。接下来的第二轮,你将会每两个灯泡关闭一个。
第三轮,你每三个灯泡就切换一个灯泡的开关(即,打开变关闭,关闭变打开)。第 i
轮,你每 i 个灯泡就切换一个灯泡的开关。直到第 n
轮,你只需要切换最后一个灯泡的开关。
找出并返回 n
轮后有多少个亮着的灯泡。
示例 1:
输入:n = 3 输出:1 解释: 初始时, 灯泡状态 [关闭, 关闭, 关闭]. 第一轮后, 灯泡状态 [开启, 开启, 开启]. 第二轮后, 灯泡状态 [开启, 关闭, 开启]. 第三轮后, 灯泡状态 [开启, 关闭, 关闭]. 你应该返回 1,因为只有一个灯泡还亮着。
示例 2:
输入:n = 0 输出:0
示例 3:
输入:n = 1 输出:1
提示:
- 0 <= n <= 109
官方
方法一:数学
思路与算法
如果我们将所有的灯泡从左到右依次编号为1,2,⋯,n,那么可以发现:
在第 i 轮时,我们会将所有编号为 i 的倍数的灯泡进行切换。
因此,对于第k个灯泡,它被切换的次数恰好就是 k 的约数个数。如果 k 有偶数个约数,那么最终第 k 个灯泡的状态为暗;如果 k 有奇数个约数,那么最终第 k 个灯泡的状态为亮。
对于 k 而言,如果它有约数 x,那么一定有约数k/x 。因此只要当 x2≠ k 时,约数都是「成对」出现的。这就说明,只有当 k 是「完全平方数」时,它才会有奇数个约数,否则一定有偶数个约数。
因此我们只需要找出1,2,⋯,n 中的完全平方数的个数即可,答案即为 ⌊ n 1/2⌋,其中 ⌊⋅⌋ 表示向下取整。
细节
由于 n 1/2涉及到浮点数运算,为了保证不出现精度问题,我们可以计算(n+1/2) 1/2
,这样可以保证计算出来的结果向下取整在 32 位整数范围内一定正确。
作者:LeetCode-Solution
链接:https://leetcode-cn.com/problems/bulb-switcher/solution/deng-pao-kai-guan-by-leetcode-solution-rrgp/
来源:力扣(LeetCode)
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class Solution { public int bulbSwitch(int n) { return (int) Math.sqrt(n + 0.5); } }