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67 | 67 |
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68 | 68 | <!-- 这里可写通用的实现逻辑 -->
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69 | 69 |
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| 70 | +**方法一:记忆化搜索** |
| 71 | + |
| 72 | +我们设计一个函数 $dfs(i)$,表示当前石子堆中有 $i$ 个石子时,当前玩家是否能赢得比赛。如果当前玩家能赢得比赛,则返回 $true$,否则返回 $false$。那么答案即为 $dfs(n)$。 |
| 73 | + |
| 74 | +函数 $dfs(i)$ 的计算过程如下: |
| 75 | + |
| 76 | +- 如果 $i \leq 0$,说明当前玩家无法进行任何操作,因此当前玩家输掉比赛,返回 $false$; |
| 77 | +- 否则,枚举当前玩家可以拿走的石子数量 $j$,其中 $j$ 为平方数,如果当前玩家拿走 $j$ 个石子后,另一个玩家无法赢得比赛,则当前玩家赢得比赛,返回 $true$。如果枚举完所有的 $j$,都无法满足上述条件,则当前玩家输掉比赛,返回 $false$。 |
| 78 | + |
| 79 | +为了避免重复计算,我们可以使用记忆化搜索,即使用数组 $f$ 记录函数 $dfs(i)$ 的计算结果。 |
| 80 | + |
| 81 | +时间复杂度 $O(n \times \sqrt{n})$,空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为石子堆中石子的数量。 |
| 82 | + |
| 83 | +**方法二:动态规划** |
| 84 | + |
| 85 | +我们也可以使用动态规划求解本题。 |
| 86 | + |
| 87 | +定义数组 $f$,其中 $f[i]$ 表示当前石子堆中有 $i$ 个石子时,当前玩家是否能赢得比赛。如果当前玩家能赢得比赛,则 $f[i]$ 为 $true$,否则为 $false$。那么答案即为 $f[n]$。 |
| 88 | + |
| 89 | +我们在 $[1,..n]$ 的范围内枚举 $i$,并在 $[1,..i]$ 的范围内枚举 $j$,其中 $j$ 为平方数,如果当前玩家拿走 $j$ 个石子后,另一个玩家无法赢得比赛,则当前玩家赢得比赛,即 $f[i] = true$。如果枚举完所有的 $j$,都无法满足上述条件,则当前玩家输掉比赛,即 $f[i] = false$。因此我们可以得到状态转移方程: |
| 90 | + |
| 91 | +$$ |
| 92 | +f[i]= |
| 93 | +\begin{cases} |
| 94 | +true, & \text{if } \exists j \in [1,..i], j^2 \leq i \text{ and } f[i-j^2] = false\\ |
| 95 | +false, & \text{otherwise} |
| 96 | +\end{cases} |
| 97 | +$$ |
| 98 | + |
| 99 | +最后,我们返回 $f[n]$ 即可。 |
| 100 | + |
| 101 | +时间复杂度 $O(n \times \sqrt{n})$,空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为石子堆中石子的数量。 |
| 102 | + |
70 | 103 | <!-- tabs:start -->
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71 | 104 |
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72 | 105 | ### **Python3**
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73 | 106 |
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74 | 107 | <!-- 这里可写当前语言的特殊实现逻辑 -->
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75 | 108 |
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76 | 109 | ```python
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| 110 | +class Solution: |
| 111 | + def winnerSquareGame(self, n: int) -> bool: |
| 112 | + @cache |
| 113 | + def dfs(i): |
| 114 | + if i <= 0: |
| 115 | + return False |
| 116 | + j = 1 |
| 117 | + while (k := (i - j * j)) >= 0: |
| 118 | + if not dfs(k): |
| 119 | + return True |
| 120 | + j += 1 |
| 121 | + return False |
| 122 | + |
| 123 | + return dfs(n) |
| 124 | +``` |
77 | 125 |
|
| 126 | +```python |
| 127 | +class Solution: |
| 128 | + def winnerSquareGame(self, n: int) -> bool: |
| 129 | + f = [False] * (n + 1) |
| 130 | + for i in range(1, n + 1): |
| 131 | + j = 1 |
| 132 | + while j <= i // j: |
| 133 | + if not f[i - j * j]: |
| 134 | + f[i] = True |
| 135 | + break |
| 136 | + j += 1 |
| 137 | + return f[n] |
78 | 138 | ```
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79 | 139 |
|
80 | 140 | ### **Java**
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81 | 141 |
|
82 | 142 | <!-- 这里可写当前语言的特殊实现逻辑 -->
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83 | 143 |
|
84 | 144 | ```java
|
| 145 | +class Solution { |
| 146 | + private Boolean[] f; |
| 147 | + |
| 148 | + public boolean winnerSquareGame(int n) { |
| 149 | + f = new Boolean[n + 1]; |
| 150 | + return dfs(n); |
| 151 | + } |
| 152 | + |
| 153 | + private boolean dfs(int i) { |
| 154 | + if (i <= 0) { |
| 155 | + return false; |
| 156 | + } |
| 157 | + if (f[i] != null) { |
| 158 | + return f[i]; |
| 159 | + } |
| 160 | + for (int j = 1; j <= i / j; ++j) { |
| 161 | + if (!dfs(i - j * j)) { |
| 162 | + return f[i] = true; |
| 163 | + } |
| 164 | + } |
| 165 | + return f[i] = false; |
| 166 | + } |
| 167 | +} |
| 168 | +``` |
| 169 | + |
| 170 | +```java |
| 171 | +class Solution { |
| 172 | + public boolean winnerSquareGame(int n) { |
| 173 | + boolean[] f = new boolean[n + 1]; |
| 174 | + for (int i = 1; i <= n; ++i) { |
| 175 | + for (int j = 1; j <= i / j; ++j) { |
| 176 | + if (!f[i - j * j]) { |
| 177 | + f[i] = true; |
| 178 | + break; |
| 179 | + } |
| 180 | + } |
| 181 | + } |
| 182 | + return f[n]; |
| 183 | + } |
| 184 | +} |
| 185 | +``` |
| 186 | + |
| 187 | +### **C++** |
| 188 | + |
| 189 | +```cpp |
| 190 | +class Solution { |
| 191 | +public: |
| 192 | + bool winnerSquareGame(int n) { |
| 193 | + int f[n + 1]; |
| 194 | + memset(f, 0, sizeof(f)); |
| 195 | + function<bool(int)> dfs = [&](int i) -> bool { |
| 196 | + if (i <= 0) { |
| 197 | + return false; |
| 198 | + } |
| 199 | + if (f[i] != 0) { |
| 200 | + return f[i] == 1; |
| 201 | + } |
| 202 | + for (int j = 1; j <= i / j; ++j) { |
| 203 | + if (!dfs(i - j * j)) { |
| 204 | + f[i] = 1; |
| 205 | + return true; |
| 206 | + } |
| 207 | + } |
| 208 | + f[i] = -1; |
| 209 | + return false; |
| 210 | + }; |
| 211 | + return dfs(n); |
| 212 | + } |
| 213 | +}; |
| 214 | +``` |
| 215 | +
|
| 216 | +```cpp |
| 217 | +class Solution { |
| 218 | +public: |
| 219 | + bool winnerSquareGame(int n) { |
| 220 | + bool f[n + 1]; |
| 221 | + memset(f, false, sizeof(f)); |
| 222 | + for (int i = 1; i <= n; ++i) { |
| 223 | + for (int j = 1; j <= i / j; ++j) { |
| 224 | + if (!f[i - j * j]) { |
| 225 | + f[i] = true; |
| 226 | + break; |
| 227 | + } |
| 228 | + } |
| 229 | + } |
| 230 | + return f[n]; |
| 231 | + } |
| 232 | +}; |
| 233 | +``` |
| 234 | + |
| 235 | +### **Go** |
| 236 | + |
| 237 | +```go |
| 238 | +func winnerSquareGame(n int) bool { |
| 239 | + f := make([]int, n+1) |
| 240 | + var dfs func(int) bool |
| 241 | + dfs = func(i int) bool { |
| 242 | + if i <= 0 { |
| 243 | + return false |
| 244 | + } |
| 245 | + if f[i] != 0 { |
| 246 | + return f[i] == 1 |
| 247 | + } |
| 248 | + for j := 1; j <= i/j; j++ { |
| 249 | + if !dfs(i - j*j) { |
| 250 | + f[i] = 1 |
| 251 | + return true |
| 252 | + } |
| 253 | + } |
| 254 | + f[i] = -1 |
| 255 | + return false |
| 256 | + } |
| 257 | + return dfs(n) |
| 258 | +} |
| 259 | +``` |
85 | 260 |
|
| 261 | +```go |
| 262 | +func winnerSquareGame(n int) bool { |
| 263 | + f := make([]bool, n+1) |
| 264 | + for i := 1; i <= n; i++ { |
| 265 | + for j := 1; j <= i/j; j++ { |
| 266 | + if !f[i-j*j] { |
| 267 | + f[i] = true |
| 268 | + break |
| 269 | + } |
| 270 | + } |
| 271 | + } |
| 272 | + return f[n] |
| 273 | +} |
86 | 274 | ```
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88 | 276 | ### **...**
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