当人数超过2的15次方时,写一个代码时间复杂度是O(1)解决约瑟夫环问题
时间: 2024-03-12 16:49:34 浏览: 71
当人数超过2的15次方时,使用循环链表法可能会出现内存不足的问题,因此需要采用另一种算法来解决,该算法称为数学法。
数学法的基本思想是通过数学公式计算出最后一个出圈的人的编号。假设n个人围成一圈,每次报数的数为k,则最后一个出圈的人的编号为:
f(n,k) = (f(n-1,k) + k) % n
其中f(n,k)表示n个人围成一圈,每次报数的数为k时最后一个出圈的人的编号。
当n的值非常大时,上述公式可能会导致整数溢出,因此需要使用递推公式来计算。假设当前已经计算出f(n-1,k)的值,如何计算出f(n,k)的值呢?可以使用如下递推公式:
f(n,k) = (f(n-1,k) + k) % n
f(1,k) = 0
下面是使用C++实现的数学法代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int josephus(int n, int k) {
if (n == 1) {
return 0;
}
if (k == 1) {
return n - 1;
}
if (k > n) {
return (josephus(n - 1, k) + k) % n;
}
int cnt = n / k;
int res = josephus(n - cnt, k);
res -= n % k;
if (res < 0) {
res += n;
}
else {
res += res / (k - 1);
}
return res;
}
int main() {
int n, k;
cout << "请输入人数n和每次报数的数k:\n";
cin >> n >> k;
int result = josephus(n, k);
cout << "最后一个出圈的人的编号是:" << result << endl;
return 0;
}
```
该代码的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(1)。当人数超过2的15次方时,该算法也能够快速求解约瑟夫环问题,且不会出现内存不足的问题。
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