C++笔记-约瑟夫环
本文发布于 1667 天前,最后更新于 1600 天前,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

用一个循环的链来表示,可以使用结构数组来构成一个循环链。结构中有两个成员,其一为指向下一个人的指针,以构成环形的链;其二为该人是否被Kill的标记,为1表示尚活。从第一个人开始对还未Kill的人进行计数,每数到9时,将结构中的标记改为0,表示该人已被Kill了。

(1)由于对于每个人只有死和活两种状态,因此可以用布尔型数组标记每个人的状态,可用true表示死,false表示活。

(2)开始时每个人都是活的,所以数组初值全部赋为false。

(3)模拟杀人过程,直到所有人都被杀死为止。

用链表实现还是用数组实现都有一个共同点:要模拟整个游戏过程,不仅程序写起来比较烦,而且时间复杂度高达O(nm),当n,m非常大(例如上百万,上千万)的时候,几乎是没有办法在短时间内出结果的。

不过只求出最后的胜利者的序号,要追求效率,可以打破常规,实施一点数学策略

为了讨论方便,先把问题稍微改变一下,并不影响原意:问题描述:n个人(编号0~(n-1)),从0开始报数,报到(m-1)的退出,剩下的人继续从0开始报数。求胜利者的编号。

我们知道第一个人(编号一定是(m-1)mod n) 出列之后,剩下的n-1个人组成了一个新的约瑟夫环(以编号为k=m mod n的人开始):

k k+1 k+2 … n-2,n-1,0,1,2,… k-2

并且从k开始报0。我们把他们的编号做一下转换:

k –> 0

k+1 –> 1

k+2 –> 2

……

k-2 –> n-2

变换后就完完全全成为了(n-1)个人报数的子问题,假如我们知道这个子问题的解:例如x是最终的胜利者,那么根据上面这个表把这个x变回去不刚好就是n个人情况的解吗。

变回去的公式很简单,相信大家都可以推出来:x’=(x+k) mod n如何知道(n-1)个人报数的问题的解。

对,只要知道(n-2)个人的解就行了。(n-2)个人的解呢。当然是先求(n-3)的情况,这显然就是一个倒推问题。好了,思路出来了,下面写递推公式

令f表示i个人玩游戏报m退出最后胜利者的编号,最后的结果自然是f[n]递推公式f[1]=0;f[i]=(f[i-1]+m) mod i; (i>1)有了这个公式,我们要做的就是从1-n顺序算出f的数值,最后结果是f[n]。因为实际生活中编号总是从1开始,我们输出f[n]+1由于是逐级递推,不需要保存每个f。

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