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约瑟夫环

时间:2015-12-18 22:43:00      阅读:274      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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个人觉得约瑟夫环很有意思 于是存储在这里 希望对一些尚有疑惑的朋友能贡献微薄助力

先把问题稍微改变一下,并不影响原意: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(就我个人来看 这里这样转化 可以省去下面对(f+m)%i==0的讨论)

我们知道第一个人(编号一定是m%n-1) 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%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。 

现在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 
k-1 --> n-1 

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)%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=(f[i-1]+m)%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,程序也是异常简便。

#include<stdio.h>

int main(void)

{

    int n,m,i,f=0;

    scanf("%d %d",&n,&m);

    for(i=2;i<=n;++i)

    {

        f=(f+m)%i;(一开始我也不懂这里为什么不是f=(f+m%i)%i 后来我用同余证明了((f+m%i)%i==(f+m)%i )

    }

    printf("%d\n",f+1);

    return 0;

}

    同余定义:两个整数a、b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对于模m同余或a同余于b模m

    记作 a≡b (mod m)

    同余有个性质就是如果|a-b|整除m

那么a≡b (mod m)

    证明:a b可以表示成

               a=m*q1+r1 

               b=m*q2+r2

               如果|a-b|=km

               那么|r1-r2|要么是m的倍数要么是0 很显然余数是不可能大于商m的 也就是说|r1-r2|只能是0 即r1=r2 即a≡b (mod m

    下面证明(f+m%i)%i==(f+m)%i

     m可以表示成

     m=q*i+r 

     r=m-q*i

     那么(f+m)-(f+m%i)=(f+m)-(f+r)=q*r

     所以根据我们上面的同余的性质

     (f+m%i)≡(f+m)(mod i)

     也就是(f+m%i)%i==(f+m)%i

     最后声明一下 楼主只是一个普通的大一新生 有什么说的不对劳烦各位能够及时指出 谢谢了

    

 

约瑟夫环

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原文地址:http://www.cnblogs.com/AloneC/p/5058233.html

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