设有n个人围坐在一个圆桌周围,现从第s个人开始报数,数到第m的人出列,然后从出列的下一个人重新开始报数,数到m的人又出列,如此重复,直到所有的人全部出列为止。josephus问题是:对于任意给定的n,
时间: 2023-05-02 09:02:46 浏览: 142
Josephus问题是一个关于任意给定的n个人围坐在一个圆桌周围,现从第s个人开始报数,报到第m个人出列,然后从出列的下一个人开始继续报数,重复上述过程,直到最后剩下一个人的问题。如果按照任意给定的起始位置和报数间隔,最后剩下的人的编号都是相同的。
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设有n个人围坐在一个圆桌周围,现从第s个人开始报数,数到第m的人出列,然后从出列的
人开始重新报数,直到最后只剩下一个人为止。这个问题可以使用数学归纳法来解决。首先考虑边界情况,当n=1时,只剩下一个人,他就是最后留下的人。接下来考虑一般情况下的解法。
假设当n=k时,解的编号为f(k, m),即表示k个人围坐在圆桌周围,数到第m的人出列后,最后留下的人的编号为f(k, m)。下面考虑当n=k+1时的情况。
我们可以将n=k+1的问题转化为n=k的问题。假设在n=k的问题中,解的编号为x,则在n=k+1的问题中,解的编号为(x+m-2)%k+1,即将索引号从1开始重新编号。证明如下:
设x'为n=k+1的问题中数到第m的人出列后的最后留下的人的编号,根据问题要求,我们知道x'为第x个人数到m+1的人的编号。根据环形的特性,当数到第m+1的人时,其实就等于数到第1个人,所以第x个人就是第x'个人数到第m+1的人。
根据上面的分析,我们知道当n=k+1时,解的编号为(x+m-2)%k+1。而当n=1时,最后留下的人的编号为f(1, m)=1。将上述推导过程结合起来,我们可以得到递推公式:
f(1, m) = 1
f(k, m) = (f(k-1, m) + m - 2) % k + 1
利用递推公式,我们可以求解出f(n, m)。这个问题通常被称为约瑟夫环问题,已经有很多解法被提出,在时间复杂度和空间复杂度上有所差异。
用C++写设有n个人围坐在一个圆桌周围,从第s个人开始报数,数到第m的人出列,然后从出列的下一个人重新开始报数,数到第m的人又出列,…,如此反复直到所有的人全部出列为止。问题是:对于任意给定的n,s和m,求出按出列次序到的n个人员的序列。
这是一个经典的约瑟夫问题,可以使用循环链表来解决。具体实现可以参考以下代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct node {
int num;
struct node *next;
} Node;
Node *createList(int n) {
Node *head = NULL, *tail = NULL;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
Node *p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
p->num = i;
p->next = NULL;
if (head == NULL) {
head = tail = p;
} else {
tail->next = p;
tail = p;
}
}
tail->next = head; // 构成循环链表
return head;
}
void josephus(int n, int s, int m) {
Node *head = createList(n);
Node *p = head;
for (int i = 1; i < s; i++) {
p = p->next; // 找到起始点
}
while (n--) {
for (int i = 1; i < m; i++) {
p = p->next; // 数m个人
}
printf("%d ", p->num); // 出列
Node *q = p->next;
p->num = q->num; // 删除节点
p->next = q->next;
free(q);
}
}
int main() {
int n, s, m;
scanf("%d%d%d", &n, &s, &m);
josephus(n, s, m);
return 0;
}
```
输入格式为n、s、m,输出按出列次序到的n个人员的序列。
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