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约瑟夫环问题

时间:2015-09-08 07:19:36      阅读:172      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:约瑟夫环

约瑟夫环问题的原来描述为,设有编号为1,2,……,n的n(n>0)个人围成一个圈,从第1个人开始报数,报到m时停止报数,报m的人出圈,再从他的下一个人起重新报数,报到m时停止报数,报m的出圈,……,如此下去,直到所有人全部出圈为止。当任意给定n和m后,设计算法求n个人出圈的次序。


解法一:

用 list 代替环,注意边界问题

时间复杂度为O(m*n),n-1个数,每个数需m次

 int LastRemaining_Solution(unsigned int n, unsigned int m)
    {
       if(n<=0||m<=0)
           return -1;
         
        list<int> childs;
         
        int total=0;
        int cnt=0;
        for(int i=0;i<n;++i){
            cnt++;
            if(cnt==m){
                cnt=0;
            }
            else{
                total++;
                childs.push_back(i);
            }
        }
         
        list<int>::iterator itor=childs.begin();
        while(total>1){
            cnt++;
            if(cnt==m){
                itor=childs.erase(itor);
                if(itor==childs.end())
                    itor=childs.begin();
                cnt=0;
                total--;
            }
            else{
                ++itor;
                if(itor==childs.end())
                    itor=childs.begin();
            }
        }
        return childs.front();
    }

解法二:

转自http://blog.csdn.net/wuzhekai1985/article/details/6628491,多谢博主

寻找递推公式,

 (1)第一个被删除的数为 (m - 1) % n。

        (2)假设第二轮的开始数字为k,那么这n - 1个数构成的约瑟夫环为k, k + 1, k + 2, k +3, .....,k - 3, k - 2。做一个简单的映射。

             k         ----->  0 
             k+1    ------> 1 
             k+2    ------> 2 
               ... 
               ... 

             k-2    ------>  n-2 

        这是一个n -1个人的问题,如果能从n - 1个人问题的解推出 n 个人问题的解,从而得到一个递推公式,那么问题就解决了。假如我们已经知道了n -1个人时,最后胜利者的编号为x,利用映射关系逆推,就可以得出n个人时,胜利者的编号为 (x + k) % n。其中k等于m % n。代入(x + k) % n  <=>  (x + (m % n))%n <=> (x%n + (m%n)%n)%n <=> (x%n+m%n)%n <=> (x+m)%n

        (3)第二个被删除的数为(m - 1) % (n - 1)。

        (4)假设第三轮的开始数字为o,那么这n - 2个数构成的约瑟夫环为o, o + 1, o + 2,......o - 3, o - 2.。继续做映射。

             o         ----->  0 
             o+1    ------> 1 
             o+2    ------> 2 
               ... 
               ... 

             o-2     ------>  n-3 

         这是一个n - 2个人的问题。假设最后的胜利者为y,那么n -1个人时,胜利者为 (y + o) % (n -1 ),其中o等于m % (n -1 )。代入可得 (y+m) % (n-1)

         要得到n - 1个人问题的解,只需得到n - 2个人问题的解,倒推下去。只有一个人时,胜利者就是编号0。下面给出递推式:

          f [1] = 0; 
          f [ i ] = ( f [i -1] + m) % i; (i>1) 

递归:

 int LastRemaining_Solution(unsigned int n, unsigned int m)

    {

        if(m==0)

            return -1;

        if(n==1)

            return 0;

        return (LastRemaining_Solution(n-1,m)+m)%n;

    }

迭代

 int LastRemaining_Solution(unsigned int n, unsigned int m)

    {

        if(m==0)

            return -1;

        if(n==1)

            return 0;

        int result=0;

        for(int i=2;i<=n;i++){

            result=(result+m)%i;//这里可以用vector<int> res;res[i]=(res[i-1]+m)%i 保持结果

        }

        //return (LastRemaining_Solution(n-1,m)+m)%n;

        return result;

    }


约瑟夫环问题

标签:约瑟夫环

原文地址:http://searchcoding.blog.51cto.com/1335412/1692460

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