编号为1…n的n个小朋友玩游戏,他们按编号顺时针围成一圈,按顺时针次序报数,从第1个人报到第m个人出列;然后再从下个人开始报到第m+1个人出列;再从下一个人开始报到第m+2个人出列……以此类推不断循环
时间: 2023-05-31 21:18:46 浏览: 1068
### 回答1:
这是一个经典的约瑟夫问题。假设有n个小朋友,按照顺时针方向排列,从第一个小朋友开始报数,报到第m个小朋友出列,然后从下一个小朋友开始重新报数,报到第m+1个小朋友出列,以此类推,直到只剩下最后一个小朋友。
这个问题可以用递归或者数学公式来解决。递归的思路是,假设f(n,m)表示n个小朋友中,每次报数到第m个小朋友出列的最后一个小朋友的编号,那么f(n,m)可以通过f(n-1,m)得到,因为每次出列一个小朋友后,剩下的小朋友数量就变成了n-1,而报数的起点也会变化。具体实现可以参考以下代码:
int josephus(int n, int m) {
if (n == 1) {
return 0;
} else {
return (josephus(n - 1, m) + m) % n;
}
}
另一种解法是使用数学公式,可以得到f(n,m)的递推公式为:
f(n,m) = (f(n-1,m) + m) % n
其中,%表示取模运算。这个公式的意义是,假设f(n-1,m)表示n-1个小朋友中,每次报数到第m个小朋友出列的最后一个小朋友的编号,那么在n个小朋友中,每次报数到第m个小朋友出列的最后一个小朋友的编号就是(f(n-1,m) + m) % n。具体实现可以参考以下代码:
int josephus(int n, int m) {
int ans = 0;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
ans = (ans + m) % i;
}
return ans;
}
这个算法的时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。
### 回答2:
这个游戏被称为“约瑟夫问题”,据说起源于古罗马时期。这个问题看似简单,实际上需要了解到循环链表和递归两个概念才能解决。
循环链表是一个首尾相连的链表,它的最后一个节点指向第一个节点,形成了一个环。在这个环上,我们可以按照顺时针或逆时针的方向进行遍历和访问。
递归是一种算法,可以通过调用自身来解决问题。在约瑟夫问题中,我们可以将它转化为一种递归思路。
现在,我们来分步解决这个问题:
1. 首先,我们需要构建一个循环链表,按照顺时针的方向将所有小朋友连接起来。
2. 接下来,我们需要编写一个函数,模拟每一轮游戏的过程。我们将函数命名为“Josephus”,它有三个参数:链表的头节点、当前轮数、出圈的编号。
3. 在函数中,我们需要根据当前轮数计算出第一个出圈的小朋友的编号,然后按照顺时针方向找到这个小朋友,将他从链表中删除。
4. 接着,我们需要将当前节点指向这个小朋友的下一个节点,然后再次调用“Josephus”函数,传入新的头节点、下一轮次数和出圈编号。这个递归过程会一直进行,直到链表中只剩下一个小朋友为止。
5. 最后,我们可以输出这个小朋友的编号,作为游戏的胜利者。
总的来说,约瑟夫问题需要一些算法思维和代码实现能力,但它其实是很有趣的一个问题。在实际编写代码的过程中,我们可以不断地修改和调试,逐步完善这个程序。
### 回答3:
这道题可以用模拟的方法进行解决。首先我们可以把这些小朋友看成是一个环形链表,每个小朋友都连接着前一个和后一个,最后一个小朋友则连接着第一个小朋友。
我们首先假设一开始所有小朋友都还在围成的这个环里面,然后我们从第一个小朋友开始进行循环:
1. 我们按照顺时针的顺序报数,如果报数为m,则这个小朋友就出列;否则他继续在圈内呆着。
2. 然后再从这个小朋友的下一个小朋友开始,按顺时针的顺序重新开始报数。如果报数为m-1,则他出列;否则他继续在圈内呆着。
3. 然后再从这个小朋友的下一个小朋友开始,继续按顺时针的顺序报数。这一次因为已经出列了两个小朋友,所以要报到第m-2个小朋友才可以出列。
4. 以此类推,直到所有小朋友都出列为止。
需要注意的是,在每次开始新一轮的报数之前,要先把当前出列的小朋友的前一个小朋友和后一个小朋友连接起来,形成一个新的环,然后再从下一个小朋友开始报数。
至于时间复杂度,可以看到我们每次要遍历完整个链表,所以时间复杂度是O(nm)。而空间复杂度则是O(n),因为我们需要用一个链表来存储这些小朋友。
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