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[经典算法]约瑟夫问题

时间:2015-09-23 14:43:23      阅读:281      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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题目说明:

据说著名犹太历史学家 Josephus有过以下的故事:在罗马人占领乔塔帕特后,39个犹太人与Josephus及他的朋友躲到一个洞中,39个犹太人决定宁愿死也不要被敌人抓到,于是决定了一个自杀方式,41个人排成一个圆圈,由第1个人 开始报数,每报数到第3人该人就必须自杀,然后再由下一个重新报数,直到所有人都自杀身亡为止。
然而Josephus 和他的朋友并不想遵从,Josephus要他的朋友先假装遵从,他将朋友与自己安排在第16个与第31个位置,于是逃过了这场死亡游戏。

 

题目解析:

约瑟夫问题可用代数分析来求解,将这个问题扩大好了,假设现在您与m个朋友不幸参与了这个游戏,您要如何保护您与您的朋友?只要画两个圆圈就可以让自己与朋友免于死亡游戏,这两个圆圈内圈是排列顺序,而外圈是自杀顺序,如下图所示:

     技术分享

使用程式来求解的话,只要将阵列当作环状来处理就可以了,在阵列中由计数1开始,每找到三个无资料区就填入一个计数,直而计数达41为止,然后将阵列由索引1开始列出,就可以得知每个位置的自杀顺序,这就是约瑟夫排列,41个人而报数3的约琴夫排列如下所示:

14 36 1 38 15 2 24 30 3 16 34 4 25 17 5 40 31 6 18 26 7 37 19 8 35 27 9 20 32 10 41 21 11 28 39 12 22 33 13 29 23

由上可知,最后一个自杀的是在第31个位置,而倒数第二个自杀的要排在第16个位置,之前的人都死光了,所以他们也就不知道约琴夫与他的朋友并没有遵守游戏规则了。

 

 

程序代码:

#include <gtest/gtest.h>
#include <vector>
using namespace std;

void JosephusCalc(int count, int m, vector<int>& value)
{
    int nCount = 0;
    int nPos = -1;
    int nIndex = 0;
    char* Status = new char[count];    //状态数组,0表示已经移除,1表示未移除

    memset(Status, 1, count * sizeof(char));
    value.clear();

    while (nCount < count)
    {
        nPos = (nPos+1) % count;
        nIndex += Status[nPos];

        if (nIndex == m)
        {
            value.push_back(nPos+1);

            Status[nPos] = 0;
            nCount++;
            nIndex = 0;
        }
    }
    
    delete[] Status;
}

void ShowResult(const vector<int>& Result)
{        
    for (int i=0; i<Result.size(); ++i)
    {
        if (i % 10 == 0)
            cout << endl;

        cout << Result[i] << " ";        
    }
}

TEST(Algo, tJosephusProblem)
{
    vector<int> Result;
    JosephusCalc(41,3,Result);
    ShowResult(Result);

    JosephusCalc(6,5,Result);
    ShowResult(Result);
}

[经典算法]约瑟夫问题

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原文地址:http://www.cnblogs.com/Quincy/p/4831985.html

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