标签:链表
题目要求:
0, 1, … , n-1 这 n 个数字排成一个圈,从数字 0 开始每次从这个圈里删除第 m 个数字。求这个圈剩下的最后一个数字。
本题是约瑟夫环问题。
除了以下给出的2中解法,更高级的算法:约瑟夫问题的两个O(log n)解法
由于要不断地从圈里删除一个数字,容易想到用链表实现。用链表将这 n 个数字存储,头尾相连,每隔 m 个删除一个,最后剩下的即为结果。
由于数字从 0 开始,待删除的数字: k = (m-1) % n;
每删除 1 个都要遍历 m 个节点,需要删除 n-1 个,时间复杂度O(m*n), 空间复杂度 O(n)
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
// 环形链表
// 时间复杂度O(m*n),空间复杂度O(n)
int LastRemain(int n, int m) {
if (n < 1 || m < 1)
return -1;
list<int> circle;
for (int i = 0; i < n; i++)
circle.push_back(i);
list<int>::iterator iter = circle.begin(), delete_iter;
while (circle.size() > 1) {
int k = (m-1) % circle.size(); // 如 k = 1, 则删除第0个
while (k > 0 ) {
k--;
iter++;
if (iter == circle.end())
iter = circle.begin();
}
delete_iter = iter;
++iter;
if (iter == circle.end())
iter = circle.begin();
circle.erase(delete_iter);
}
return *iter;
}
int main() {
int n = 4;
int m = 3;
cout << LastRemain(n, m) << endl;
cout << LastRemain(2, 1) << endl;
}
以下分析来源:《剑指offer》p231
能否不重复遍历数字,而直接计算出最后一个数字是什么呢?
待删除的数字 k = (m-1)%n
删除后:0, 1, …, k-1, k+1, …, n-2, n-1 , 而下一次开始计数是从 k+1 开始,在剩下的序列中,
数组为:k+1, k+2, …, n-1, 0, …, k-1
剩下的序列最后剩下的数字,也应该是 n 和 m 的函数,而且最后剩下的数字,一定和原始序列最后剩下的数字是相同的。
由于剩下的序列是从 k+1 开始,设为
然后将剩下的 n-1 个数字,做如下映射:
x p(x)
k+1 -> 0
k+2 -> 1
...
n-1 -> n-k-2
0 -> n-k-1
1 -> n-k
...
k-1 -> n-2
x->p(x)的映射关系
p(x)->x的映射关系则为
这个映射,使得映射队列和初始队列的形式相同:
得到最终递推式:
当 n = 1时,即为最后一个数字。
算法时间复杂度O(n),空间O(1)
// 算法时间复杂度O(n),空间O(1)
int ComputeLastRemain(int n, int m) {
if (n < 1 || m < 1)
return -1;
int last;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
last = (last+m)%i;
}
return last;
}
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标签:链表
原文地址:http://blog.csdn.net/quzhongxin/article/details/47157083