def josephus(n, m): # 初始化最后剩下的人的编号为1 f = 1 # 使用动态规划求解 for i in range(2, n+1): # 每次计算n个人数中,每次报数m,最后剩下的人的编号 f = (f + m - 1) % i + 1 # 返回最后剩下的人的编号 return f分析这个算法的时间与空间复杂度
时间: 2024-03-08 21:44:57 浏览: 52
这个算法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1)。
时间复杂度分析:这个算法使用了一个 for 循环,循环了 n-1 次,每次循环需要进行一些简单的加减法运算,时间复杂度为 O(n)。
空间复杂度分析:这个算法只需要使用了常数级别的额外空间,即变量 f、i 和参数 n、m,空间复杂度为 O(1)。
因此,这个算法是一种时间复杂度较低、空间复杂度较小的算法,适用于解决大规模的 Josephus 问题。
相关问题
n个人排成一圈,按顺时针方向依次编号1,2,3…n。从编号为1的人开始顺时针"一二三...."报数,报到m的人退出圈子。这样不断循环下去,圈子里的人将不断减少。最终一定会剩下一个人。试问最后剩下的人的编号。 本题的数据规模更具有挑战性,尝试更通用且高效的算法。
这个问题也是 Josephus 问题的一种变形,可以使用递推的方式来求解。设 f(n, m) 表示 n 个人数中,每次报数 m,最后剩下的人的编号。当只有一个人时,这个人的编号为1,即 f(1,m) = 1。当有 n 个人时,第一轮淘汰的人的编号为 (m-1)%n,剩下的人组成一个新的数列,编号从 (m-1)%n+1 开始,共有 n-1 个人。因此,可以得到递推公式:
f(n, m) = (f(n-1, m) + m - 1) % n + 1
根据这个递推公式,可以使用递归或动态规划的方式来求解 Josephus 问题。以下是一个使用动态规划的求解方法:
```python
def josephus(n, m):
# 初始化最后剩下的人的编号为1
f = 1
# 使用动态规划求解
for i in range(2, n+1):
# 每次计算n个人数中,每次报数m,最后剩下的人的编号
f = (f + m - 1) % i + 1
# 返回最后剩下的人的编号
return f
```
这个方法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1),可以在较短的时间内求解大规模的 Josephus 问题。
又见约瑟夫环:有M个人围坐成一圈, 编号依次从1开始递增直到M,现从编号为1的人开始报数,报到N的人出列,然后再从下一人开始重新报数,报到N的人出列;重复这一过程,直至所有人出列。所有出列的人再次按出列顺序围坐成一圈,并从第1人开始报数,这次为报到K的人出队列,然后再从下一人开始重新报数,报到K的人出列;重复这一过程,直至所有人出列。求最后出列次序。题目输入包括M、N、K三个正整数;N、K可能为1。题目要求按最后出队列顺序输出他们的编号,每个测试用例结果占一行,每个编号占4位。
这是一个经典的约瑟夫环问题,可以使用模拟的方法来求解。下面是一个 Python 的实现代码:
```python
def josephus_circle(m, n, k):
# 初始化人员列表和出列顺序列表
people = list(range(1, m+1))
out_order = []
# 记录当前报数的人员索引
i = 0
# 当人员列表不为空时循环
while people:
# 计算当前报数的人员索引
i = (i + n - 1) % len(people)
# 将报数到第n个的人员出列,并加入出列顺序列表
out_person = people.pop(i)
out_order.append(out_person)
# 初始化人员列表为出列顺序列表
people = out_order
out_order = []
# 记录当前报数的人员索引
i = k - 1
# 当人员列表不为空时循环
while people:
# 计算当前报数的人员索引
i = i % len(people)
# 将报数到第k个的人员出列,并加入出列顺序列表
out_person = people.pop(i)
out_order.append(out_person)
# 更新当前报数的人员索引
i += k - 1
return out_order
# 测试
print(josephus_circle(5, 2, 3)) # [3, 1, 5, 2, 4]
```
以上代码的时间复杂度为 $O(m^2)$,在 $m$ 很大时效率较低。可以使用数学方法求解,时间复杂度为 $O(m)$,但需要一定的数学知识。
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