数论,水题,n进制
发布日期:2021-05-13 21:09:25 浏览次数:16 分类:精选文章

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为了解决这个问题,我们需要计算给定正整数 n 对应的月之数。月之数定义为所有 n 位二进制数中 1 的总个数。我们可以通过分析找到规律并用一个公式来计算。

方法思路

为了计算月之数,我们可以分解问题为两部分:计算 n 位二进制数的个数以及这些数中 1 的总数量。

  • 二进制数的总数:n 位二进制数的总数是 2^(n-1),因为最高位必须为 1,而剩下的 n-1 位可以是 0 或 1。
  • 1 的平均数量:每位(包括最高位)在所有数中 1 的出现次数可以分解为两部分:
    • 最高位贡献的 1 个数目是 2^(n-1)。
    • 剩下的 n-1 位每位贡献 2^(n-2) 个 1,总共是 (n-1) * 2^(n-2) 个 1。
  • 将这些部分相加,我们得到月之数的公式为:((n + 1) * 2^n) / 4。

    解决代码

    def calculate_month(n):
    power = 1 << n # 计算2^n,将其位移n次得到2^n
    return ( (n + 1) * power ) // 4
    t = int(input())
    for _ in range(t):
    n = int(input())
    print(calculate_month(n))

    代码解释

  • 函数 calculate_month(n):计算给定 n 对应的月之数。
    • 计算 2^n,使用位移操作 power = 1 << n 更高效。
    • 应用公式 ((n + 1) * power) // 4 来计算结果。
  • 读取输入和输出结果
    • 读取测试用例的数量 t。
    • 对于每个测试用例,读取 n 并调用 calculate_month(n),打印结果。
  • 这个方法能够高效地计算月之数,适用于给定的 n 范围内的所有情况。

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