约瑟夫环类问题的简单解法

原创

猴子选大王

一群猴子要选新猴王。新猴王的选择方法是:让N只候选猴子围成一圈,从某位置起顺序编号为1~N号。从第1号开始报数,每轮从1报到3,凡报到3的猴子即退出圈子,接着又从紧邻的下一只猴子开始同样的报数。如此不断循环,最后剩下的一只猴子就选为猴王。请问是原来第几号猴子当选猴王?
输入格式:
输入在一行中给一个正整数N(≤1000)。
输出格式:
在一行中输出当选猴王的编号。
输入样例:
11
输出样例:
7

看到这个题,第一反应,约瑟夫环问题,这不是循环链表的典型应用么?转念一想,这么简单个问题能不能不用这么麻烦的数据结构?

但是循环链表的思想得在,转一圈再回去。

渐渐的我进入如下死循环。

while(!得出答案)

{

用命分析,稍加思考

}

OK,最后几行代码解决了该问题。

#include

int yuesefu(int n,int m)

{

   if(n==1)return 0;

   else

       return (yuesefu(n-1,m)+m)%n;

}

int main()

{

  int  n;

  if(scanf("%d",&n))

   {

      int result=yuesefu(n,3);

      printf("%d",result+1);

   }

return 0;

}

很短,但是对于没学过循环队列的同学理解起来不容易。

核心是yuesufu函数

循环队列增删元素头尾指针的变化如下:

  • Q.rear= (Q.rear+1)%Q.MAXSIZE//指针先动再加元素。

  • Q.front = (Q.front+1)%(Q.MAXSIZE-1);//元素先删再动指针。

约瑟夫环只是删除节点,形式和Q.front = (Q.front+1)%(Q.MAXSIZE-1)差不多。

如果往后走m(这个题中m是3)再删去,不是一个挨一个的删,那么Q.front = (Q.front+1)%(Q.MAXSIZE-1)变成Q.front = (Q.front+m)%(Q.MAXSIZE-1)/*

Q.front是删除元素后的头指针位置*/,这个题是先找的元素位置再删元素就变成这个样子了:

Q.front = (Q.front+m)%(Q.MAXSIZE);

Q.MAXSIZE--;

知道删去一个元素,下面的删除过程同理。

解决这种问题用递归,边界是只剩一个元素(n==1)返回其下标0.

然后yuesufu函数就能写出来了。

为什么yuesefu函数返回的是位置-1,而不是位置本身呢?想一下,在求删除位置时如果(Q.front+m)除以元素个数余0指的是第一个元素对吧?从0开始编号得到的余数与删除位置就对应起来了。(和数组有点像,下表是0对应第一个元素)。

但是每执行一次递归(删去一个人),就会重排一次编号。但最后一个人编号没变,因为在它确定前没删去一个节点。

所以没法记录删去的人编号状态。

如何记录删去人的编号呢。

看下面的题。

出题人:Timothy
来源:洛谷
题目描述
n个人(n<=100)围成一圈,从第一个人开始报数,数到m的人出列,再由下一个人重新从1开始报数,数到m的人再出圈,……依次类推,直到所有的人都出圈,请输出依次出圈人的编号.
输入输出格式
输入格式:
n m
输出格式:
出圈的编号
输入输出样例
输入样例#1:
10 3
输出样例#1:
3 6 9 2 7 1 8 5 10 4

这次得用数组记录,并且不能一直为编号排序。

一堆数数据结构是线性循环的,有三种方式1,循环链表/循环队列;2,取余;3,设墙。

如果是取余话和上面的做法一样,第一个数编号是0.

如果设墙完全可以使标号与下标对应,下面代码如是实现。


#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

    int n,m,s=0;

    cin>>n>>m;

    bool visit[105]={0};

    for(int j=0;j<n;j++)

    {

        for(int i=0;i<m;i++)

        {

            if(++s>n)s=1;

            if(visit[s])i--;

        }

        cout<<s<<" ";

        visit[s]=1;

    }

    return 0;

}

够惊艳吧。

1:全部初始话未排除元素。注意排除元素只是不用了,不是说这个元素排除后后面的元素就此补上。

2:设墙,如果超出元素个数,就重新从1开始。

3:significant,i循环m次找到下一个排除的人,因为排除元素时只是做了个标记,并未删去,所以还会遍历到。如何使下标往后走,i还不计数呢,就是这么实现的。

就这么个样子,over。

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