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互いに攻撃しない2つのナイト

各サイズの正方形の盤面で、2つのナイトを安全に配置できる組み合わせを数えます。

このチャレンジで学べること

  • 組み合わせですべての配置を数える
  • 互いに攻撃できる配置を引く
  • 盤の大きさごとの閉じた公式を導く

問題

原文(英語)を表示

各盤面サイズ k(1 から n まで)について、k × k の盤面上で2つのナイトが互いに攻撃できないように配置できる、異なる2マスの順不同の組み合わせの数を数えてください。ナイトは、縦横いずれか一方に2マス、もう一方に1マス移動します。

. x . x .
x . . . x
. . K . .
x . . . x
. x . x .

K はナイト、x は盤面上にある場合のそのナイトの移動先を示します。2つのナイトを入れ替えても別の配置とはみなしません。

two_knights(n) を実装してください。

入力

n: 考慮する最大の盤面サイズ。

出力

盤面サイズ 1 から n まで、それぞれの組み合わせ数を順に n 個返してください。

制約

1 ≤ n ≤ 10,000。組み合わせ数は符号付き64ビット整数に収まります。

例

例 1
入力:
n = 3

期待される出力:
expected = [0, 6, 28]
入力:
long long n = 3;

期待される出力:
std::vector<long long> expected = {0, 6, 28};
入力:
long n = 3;

期待される出力:
long[] expected = new long[] {0, 6, 28};

解説

1 × 1 の盤面には2つのナイトを置けません。2 × 2 の盤面には6通りの組み合わせがあり、攻撃し合うことはありません。3 × 3 の盤面には36通りの組み合わせがあり、そのうち8通りは攻撃し合うため、残りは28通りです。

例 2
入力:
n = 1

期待される出力:
expected = [0]
入力:
long long n = 1;

期待される出力:
std::vector<long long> expected = {0};
入力:
long n = 1;

期待される出力:
long[] expected = new long[] {0};

解説

異なる2マスが必要ですが、盤面には1マスしかありません。

解き方のヒント

まずは自分で考えてから、ヒントを 1 つずつ開いてみましょう。

ヒント 1

まず各盤面でのマスの順序なし組を数え、次にナイトが攻撃し合う組を引きます。

ヒント 2

どの盤面でも、2 by 3 または 3 by 2 の長方形に入る攻撃配置は決まった数だけです。

ヒント 3

1 by 1 や 2 by 2 のような端の盤面では、自然に0組になるようにします。

目安の計算量

時間 O(n)、追加メモリ O(1)

参考資料

この課題はCodeUtility用に調整されています。上記の説明と制約に従ってください。

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