题目描述
九连环是一种源于中国的传统智力游戏。如图所示,九个圆环套在一把“剑”上,并且互相牵连。游戏的目标是把九个圆环从“剑”上卸下。
圆环的装卸需要遵守两个规则。
- 第一个(最右边)环任何时候都可以装上或卸下。
- 如果第 $k$ 个环没有被卸下,且第 $k$ 个环右边的所有环都被卸下,则第 $k+1$ 个环(第 $k$ 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
,每部的操作如下:
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)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 $10$ 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 $341$ 步。
请你计算,有 $n$ 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
输入第一行为一个整数 $m$ ,表示测试点数目。
接下来 $m$ 行,每行一个整数 $n$ 。
输出格式
输出共 $m$ 行,对应每个测试点的计算结果。
样例
input
3
3
5
9
output
5
21
341
数据范围与提示
对于 $10\%$ 的数据, $1 \le n \le 10$ 。
对于 $30\%$ 的数据, $1 \le n \le 30$ 。
对于 $100\%$ 的数据, $1 \le n \le 10^5 , 1 \le m \le 10$ 。