灯泡关闭

初始时有 n 个灯泡关闭。 第 1 轮,你打开所有的灯泡。 第 2 轮,每两个灯泡你关闭一次。 第 3 轮,每三个灯泡切换一次开关(如果关闭则开启,如果开启则关闭)。第 i 轮,每 i 个灯泡切换一次开关。 对于第 n 轮,你只切换最后一个灯泡的开关。 找出 n 轮后有多少个亮着的灯泡。

示例:

输入: 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。

分析(这是一个有趣的问题)

对于这道题,首先分析

  • 对于第i个灯泡,只有它的因子轮的操作可以改变它的状态,例如4号灯泡,就只会在1,2,4这些轮改变,5号灯泡,就只会在1,5这两轮改变,因为初始的所有的灯泡的状态都为关闭
  • 所以如果一个灯泡含有奇数个因子,那么在这些操作之后他应该是开启的,相对的,如果是偶数个因子,那就是关闭的,所以问题此时转化为了看1-n的所有的灯泡有几个因子
  • (补充知识)对于一个数例如 a=b*c,b和c一定是在根号a的两端或者就等于根号a(b=c)
  • 那么统计它们的因子的个数只需要让j从1到根号a,如果灯泡序号可以整除这个j,那么因子数加2,当然如果两个因子数一样(也就是这个数字可以开平方)就加1
  • 由此可以总结出来的一个规律是对于能开平方的数字,它的因子数一定是一个奇数,而对于不能开平方数字,它的因子数为一个偶数,所以又将问题转化为找出1-n中可以开平方的数
  • 对于1-n中的可以开平方的数字,例如36,它里面可以开平方的数字11,22…66,对于100,它里面可以开平方的数字,11,…10*10,可以发现,对于一个数,它里面可以开平方的数字的个数就是它自己的开平方数,所以这道题的最终的解法就变为了直接求n的开平方数就是最后的结果

代码

public int bulbSwitch(int n) {
        return (int) Math.sqrt(n);
    }
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