• joseph-约瑟夫环问题


    约瑟夫环运作如下:
    1、一群人围在一起坐成环状(如:N)
    2、从某个编号开始报数(如:K)
    3、数到某个数(如:M)的时候,此人出列,下一个人重新报数
    4、一直循环,直到所有人出列,约瑟夫环结束
    关于约瑟夫环问题的变形N个数字(0,1...N)形成一个圈,从0开始一次删除圆圈中的第M个数字,求最后剩下的数字
    思想:无论是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。我们注意到原问题仅仅是要求出最后的胜利者的序号,而不是要读者模拟整个过程。因此如果要追求效率,就要打破常规,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%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[i]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)%i;  (i>1)

    有了这个公式,我们要做的就是从1-n顺序算出f[i]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[i],程序也是异常简单:
    private static int joseph(int n, int m) {
    		int result=0;
    		for (int i = 2; i <=n; i++) {
    			result=(result+m)%i;
    		}
    		return result;
    	}
    

      

  • 相关阅读:
    Winform 异步更新listbox
    Object-C
    易学易懂
    C# login with cookie and fiddler2
    开源 侧滑 和 Tab滑动翻页 控件
    Mysql Java type mapping
    jQuery滑动导航菜单
    js判断是移动端还是pc端
    设为主页和加入收藏
    原生javascript效果:无缝滚动
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cugb-2013/p/3631353.html
Copyright © 2020-2023  润新知