大富翁(Monopoly)下一个建筑升级计算函数优化需求

核心规则 #

每条街道包含2或3个独立地产（property），升级时可在对应地产上建造以下三种建筑之一：

• House（房屋）：价值最低，默认建造，单地产最多可建16个
• Hotel（酒店）：建造需消耗对应地产上的3个House，单地产最多可建8个
• Sky scraper（摩天大楼）：价值最高，建造需消耗对应地产上的2个Hotel，单地产最多可建1个

均匀分布要求 #

所有建筑必须在地产间均匀升级，例如2个地产的升级顺序示例：

1. 地产1建House
2. 地产2建House
3. 地产1建House
4. 地产2建House
5. 地产1建House
6. 地产2建House
7. 地产1建Hotel（同时移除该地产上的3个House）
8. 地产2建Hotel（同时移除该地产上的3个House）
9. 地产1建House

堆叠限制 #

仅当某地产的Sky scraper和Hotel均达到上限后，该地产的House才可继续堆叠至16个。

需求 #

编写一个函数，参数为numOfProperties（地产数量）、numOfSkyScrapers（已建摩天大楼总数）、numOfHotels（已建酒店总数）、numOfHouses（已建房屋总数），输出下一个应建造的建筑类型。要求不可使用循环，可使用模运算符。

现有问题 #

现有代码在单地产场景下正常，但在2地产场景的第8次升级时错误返回House，实际应为Hotel。原因是建造第一个Hotel后移除了对应地产的3个House，导致总House数回到3，函数错误判断应建造House。

现有代码 #

function nextBuilding(numProperties, numHouses, numHotels, numSkyscrapers) {
    // 单地产上限
    const maxHousesPerProperty = 16;
    const maxHotelsPerProperty = 8;
    const maxSkyscrapersPerProperty = 1;

    // 转换比例
    const housesPerHotel = 3;
    const hotelsPerSkyscraper = 2;

    // 计算平均每个地产的建筑数量
    const housesPerProperty = Math.floor(numHouses / numProperties);
    const hotelsPerProperty = Math.floor(numHotels / numProperties);
    const skyscrapersPerProperty = Math.floor(numSkyscrapers / numProperties);

    // 计算余数用于平衡地产间的建筑分布
    const housesRemainder = numHouses % numProperties;
    const hotelsRemainder = numHotels % numProperties;
    const skyscrapersRemainder = numSkyscrapers % numProperties;

    // 计算下一个要升级的地产索引
    const nextPropertyIndex = (numHouses + (numHotels * housesPerHotel) + (numSkyscrapers * hotelsPerSkyscraper * housesPerHotel)) % numProperties;

    // 判断下一个建造的建筑类型
    if ((skyscrapersPerProperty < maxSkyscrapersPerProperty) && (numHotels >= hotelsPerSkyscraper)) {
        // 检查是否有足够酒店建造摩天大楼
        return "skyscraper";
    }
    if ((hotelsPerProperty < maxHotelsPerProperty) && (numHouses >= housesPerHotel)) {
        // 检查是否有足够房屋建造酒店
        return "hotel";
    }
    if (housesPerProperty < maxHousesPerProperty) {
        return "house";
    }

    return "No building needed";
}

优化后的解决方案 #

问题根源在于现有代码仅通过全局总数判断是否满足建造条件，而非针对下一个要升级的地产的当前状态判断。我们需要计算目标地产的实际建筑数量，再根据规则判断下一步操作：

function nextBuilding(numProperties, numHouses, numHotels, numSkyscrapers) {
    // 单地产上限
    const maxHouses = 16;
    const maxHotels = 8;
    const maxSkyscrapers = 1;

    // 转换比例
    const housesPerHotel = 3;
    const hotelsPerSkyscraper = 2;

    // 计算每个地产的累计"等效房屋数"（用于确定下一个升级的地产）
    // 每个Hotel等效3个House，每个Skyscraper等效2*3=6个House
    const totalEquivalentHouses = numHouses + numHotels * housesPerHotel + numSkyscrapers * hotelsPerSkyscraper * housesPerHotel;
    const nextPropIdx = totalEquivalentHouses % numProperties;

    // 计算目标地产的实际建筑数量
    // 摩天大楼：先算平均，再看余数是否覆盖当前索引
    const skyscrapersOnProp = Math.floor(numSkyscrapers / numProperties) + (nextPropIdx < numSkyscrapers % numProperties ? 1 : 0);
    // 酒店：排除已经用来建摩天大楼的酒店后，计算当前地产的数量
    const availableHotels = numHotels - skyscrapersOnProp * hotelsPerSkyscraper;
    const hotelsOnProp = Math.floor(availableHotels / numProperties) + (nextPropIdx < availableHotels % numProperties ? 1 : 0);
    // 房屋：排除用来建酒店和摩天大楼的房屋后，计算当前地产的数量
    const consumedHouses = (hotelsOnProp * housesPerHotel * numProperties) + (skyscrapersOnProp * hotelsPerSkyscraper * housesPerHotel);
    const availableHouses = numHouses - consumedHouses;
    const housesOnProp = Math.floor(availableHouses / numProperties) + (nextPropIdx < availableHouses % numProperties ? 1 : 0);

    // 按优先级判断下一个建筑：摩天大楼 > 酒店 > 房屋
    if (skyscrapersOnProp < maxSkyscrapers && hotelsOnProp >= hotelsPerSkyscraper) {
        return "skyscraper";
    }
    if (hotelsOnProp < maxHotels && housesOnProp >= housesPerHotel) {
        return "hotel";
    }
    // 仅当摩天大楼和酒店都达上限时，才允许房屋堆到16；否则最多先建到3个
    const canBuildHouse = (skyscrapersOnProp === maxSkyscrapers && hotelsOnProp === maxHotels) 
        ? housesOnProp < maxHouses 
        : housesOnProp < housesPerHotel;
    if (canBuildHouse) {
        return "house";
    }

    return "No building needed";
}

优化说明 #

1. 精准定位目标地产：通过等效房屋数计算下一个要升级的地产索引，确保均匀分布逻辑正确。
2. 计算地产实际状态：扣除已用于升级更高建筑的消耗，准确算出目标地产当前拥有的House、Hotel、Skyscraper数量。
3. 规则严格匹配：按照摩天大楼→酒店→房屋的优先级判断，并且严格遵循"仅当高等级建筑达上限后，才允许房屋堆叠至16"的限制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Will