#P4461. [CQOI2018] 九连环
[CQOI2018] 九连环
题目背景
九连环是一种源于中国的传统智力游戏。如图所示,九个的圆环套在一把“剑”上,并且互相牵连。游戏的目标是把九个圆环全部从“剑”上卸下。
题目描述
圆环的装卸需要遵守两个规则:
-
第一个(最右边) 环任何时候都可以任意装上或卸下。
-
如果第 个环没有被卸下,且第 个环右边的所有环都被卸下,则第 个环(第 个环左边相邻的环) 可以任意装上或卸下。
与魔方的千变万化不同,解九连环的最优策略是唯一的。为简单起见,我们以“四连环”为例,演示这一过程。这里用 1 表示环在“剑”上,0 表示环已经卸下。
初始状态为 1111,每步的操作如下:
-
1101 (根据规则 2,卸下第 2 个环)
-
1100 (根据规则 1,卸下第 1 个环)
-
0100 (根据规则 2,卸下第 4 个环)
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0101 (根据规则 1,装上第 1 个环)
-
0111 (根据规则 2,装上第 2 个环)
-
0110 (根据规则 1,卸下第 1 个环)
-
0010 (根据规则 2,卸下第 3 个环)
-
0011 (根据规则 1,装上第 1 个环)
-
0001 (根据规则 2,卸下第 2 个环)
-
0000 (根据规则 1,卸下第 1 个环)
由此可见,卸下“四连环”至少需要 步。随着环数增加,需要的步数也会随之增多。例如卸下九连环,就至少需要 步。
请你计算,有 个环的情况下,按照规则,全部卸下至少需要多少步。
输入格式
输入文件第一行,为一个整数 ,表示测试点数目。
接下来 行,每行一个整数 。
输出格式
输出文件共 行,对应每个测试点的计算结果。
3
3
5
9
5
21
341
提示
对于 的数据,
对于 的数据,
对于 的数据,