Задача: 957. Prison Cells After N Days
Сложность: medium

Есть 8 тюремных камер в ряду, и каждая камера либо занята, либо пуста.
Каждый день статус камеры, занята она или пуста, меняется по следующим правилам:
Если у камеры два соседних соседа, которые оба заняты или оба пусты, то камера становится занятой.
В противном случае, она становится пустой.
Учтите, что поскольку тюрьма — это ряд, у первой и последней камер в ряду не может быть двух соседних соседей.

Вам дан целочисленный массив cells, где cells[i] == 1, если i-я камера занята, и cells[i] == 0, если i-я камера пуста, и вам дано целое число n.
Верните состояние тюрьмы после n дней (т.е. после n таких изменений, описанных выше).

Пример:

Input: cells = [0,1,0,1,1,0,0,1], n = 7
Output: [0,0,1,1,0,0,0,0]
Explanation: The following table summarizes the state of the prison on each day:
Day 0: [0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1]
Day 1: [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0]
Day 2: [0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0]
Day 3: [0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0]
Day 4: [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0]
Day 5: [0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0]
Day 6: [0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0]
Day 7: [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразуйте текущее состояние камер в целое число с помощью битовой маски. Это позволит удобно отслеживать повторяющиеся состояния.

2⃣Симулируйте изменение состояния камер день за днем, записывая каждое состояние в хэш-таблицу. Если обнаруживается повторяющееся состояние, вычислите длину цикла и уменьшите количество оставшихся дней с учетом этого цикла.

3⃣Продолжайте симуляцию, пока не достигнете заданного числа дней, либо используйте цикл для ускорения процесса.

😎 Решение:

class Solution {
public:
    int cellsToBitmap(vector<int>& cells) {
        int stateBitmap = 0;
        for (int cell : cells) {
            stateBitmap = (stateBitmap << 1) | cell;
        }
        return stateBitmap;
    }

    vector<int> nextDay(vector<int>& cells) {
        vector<int> newCells(cells.size(), 0);
        for (int i = 1; i < cells.size() - 1; ++i) {
            newCells[i] = (cells[i - 1] == cells[i + 1]) ? 1 : 0;
        }
        return newCells;
    }

    vector<int> prisonAfterNDays(vector<int>& cells, int N) {
        unordered_map<int, int> seen;
        bool isFastForwarded = false;

        while (N > 0) {
            if (!isFastForwarded) {
                int stateBitmap = cellsToBitmap(cells);
                if (seen.find(stateBitmap) != seen.end()) {
                    N %= seen[stateBitmap] - N;
                    isFastForwarded = true;
                } else {
                    seen[stateBitmap] = N;
                }
            }

            if (N > 0) {
                N--;
                cells = nextDay(cells);
            }
        }
        return cells;
    }
};

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний