P10582 [蓝桥杯 2024 国 A] 最强策略家
题目描述
在一场智力对弈的游戏中,两位玩家小蓝和小乔需要对一个初始值均为 $0$、大小为 $n \times n$ 的矩阵进行操作,以展现他们的智慧和谋略,并确定谁才是最强的策略家。
操作规则如下:
- 小蓝拥有先手操作权,完成操作后轮到小乔,然后再轮到小蓝,依此规律交替进行。
- 在小蓝的每个回合中,他可以选择矩阵中的 $2$ 个元素,并将这些元素的值变更为 $1$。
- 在小乔的第 $1$ 个回合中,他可以选择一个大小为 $1\times 1$ 的子矩阵,并将该子矩阵内的所有元素的值重置为 $0$。在小乔的第 $2$ 个回合中,他可以选择一个 $2\times 2$ 的子矩阵,并将该子矩阵内的所有元素的值重置为 $0$。以此类推,在小乔的第 $i$ 个回合中,他可以选择一个大小为 $i\times i$ 的子矩阵,并将该子矩阵内所有元素的值重置为 $0$。
- 在双方各进行了 $n$ 次操作后,游戏结束。
设在整个游戏过程中,矩阵中值为 $1$ 的元素的数量最多时为 $X$。
小蓝致力于最大化 $X$ 的值,小乔致力于最小化 $X$ 的值。
假设两位玩家都具有完美的逻辑推理能力,并总是采取最佳策略。请问,$X$ 的值会是多少(即在整个游戏过程中,矩阵中值为 $1$ 的元素的数量最多时是多少)?
输入格式
输入的第一行包含一个整数 $T$,表示数据的组数。
接下来 $T$ 行,每行包含一个整数 $n$,表示矩阵的大小。
输出格式
对于每组数据,输出一行包含一个整数,表示答案。
说明/提示
**【样例说明】**
在第一个样例中,小蓝和小乔需要轮流操作一个 $2\times 2$ 的矩阵。
**初始矩阵状态:**
$$
\begin{bmatrix}
0 & 0 \\
0 & 0
\end{bmatrix}
$$
**小蓝的第 $1$ 个回合:** 将两个值为 $0$ 的元素变更为 $1$。可能的状态为:
$$
\begin{bmatrix}
1 & 1 \\
0 & 0
\end{bmatrix}
$$
**小乔的第 $1$ 个回合:** 小乔只能选择一个 $1\times 1$ 的子矩阵将元素重置为 $0$。为了最小化值为 $1$ 的元素数量,小乔需要将已经是 $1$ 的一个元素重置为 $0$。可能的状态为:
$$
\begin{bmatrix}
0 & 1 \\
0 & 0
\end{bmatrix}
$$
**小蓝的第 $2$ 个回合:** 小蓝再次将两个元素值为 $0$ 的元素变更 $1$。可能的状态为:
$$
\begin{bmatrix}
1 & 1 \\
1 & 0
\end{bmatrix}
$$
**小乔的第 $2$ 个回合:** 小乔可以选择一个 $2\times 2$ 的子矩阵(即整个矩阵),并且把所有值重置为 $0$。
$$
\begin{bmatrix}
0 & 0 \\
0 & 0
\end{bmatrix}
$$
因此,在双方都采取最佳策略下,矩阵中值为 $1$ 的元素最多时能达到 $3$ 个。
**【评测用例规模与约定】**
对于 $30\%$ 的评测用例,$1 \le T \le 10^3$,$1 \le n \le 10^3$。
对于所有评测用例,$1 \le T \le 10^5$,$1 \le n \le 10^9$。