详细解释一下约瑟夫(Josephus)问题的c++解法
时间: 2024-01-04 10:03:05 浏览: 183
约瑟夫问题c++解决方案
约瑟夫问题是一个著名的数学问题,其描述如下:有 n 个人围成一个圆圈,从第 k 个人开始报数,数到第 m 个人出圈,然后从下一个人重新开始报数,数到第 m 个人再出圈,直到所有人都出圈为止。求出最后剩下的人的编号。
下面是一种 C++ 实现的约瑟夫问题的解法:
```cpp
int josephus(int n, int k, int m) {
vector<int> v(n, 0); // 初始化为0
int cur = -1, cnt = 0, t = n;
while (t > 0) {
cur++;
if (cur == n) {
cur = 0;
}
if (v[cur] == 1) {
continue;
}
cnt++; // 计数
if (cnt == m) {
cnt = 0;
v[cur] = 1; // 出圈
t--; // 剩余人数减1
if (cur == k - 1) {
k--; // 重新编号
}
}
}
return k;
}
```
函数 `josephus` 接受三个参数,分别为人数 `n`,开始报数的人的编号 `k`,以及每次报数的上限 `m`。`vector<int> v(n, 0)` 用于记录每个人是否出圈,0 表示未出圈,1 表示已出圈。`cur` 表示当前报数的人的编号,`cnt` 表示当前报数的次数,`t` 表示当前还剩余的人数。
在循环中,每次循环 `cur` 递增,如果 `cur` 超过了 `n`,则将其重置为 0。如果 `v[cur]` 为 1,说明当前这个人已经出圈,需要跳过。否则,`cnt` 加 1。如果 `cnt` 等于 `m`,说明当前这个人需要出圈,将其标记为 1,`t` 减 1,同时将 `cnt` 重置为 0。如果当前出圈的人是编号为 `k-1` 的人,需要将 `k` 减 1,重新编号。最后返回 `k` 即可。
这种解法的时间复杂度为 $O(nm)$,空间复杂度为 $O(n)$。如果希望更高效的解法,可以使用递推公式,时间复杂度可以降为 $O(n)$。
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