約瑟夫環理解及數學推倒

2021-06-26 15:58:48 字數 1182 閱讀 7753

問題描述:n個人(編號0~(n-1)),從0開始報數,報到(m-1)的退出,剩下的人繼續從0開始報數。求勝利者的編號。

我們知道第乙個人(編號一定是(m-1) mod n) 出列之後,剩下的n-1個人組成了乙個新的

約瑟夫環(以編號為k=m mod n的人開始):

k k+1 k+2 ... n-2,n-1,0,1,2,... k-2

並且從k開始報0。

我們把他們的編號做一下轉換:

k --> 0

k+1 --> 1

k+2 --> 2

......

k-2 --> n-2

變換後就完完全全成為了(n-1)個人報數的子問題,假如我們知道這個子問題的解:例如x是最終的勝利者,那麼根據上面這個表把這個x變回去不剛好就是n個人情況的解嗎?!!變回去的公式很簡單,相信大家都可以推出來:x'=(x+k) mod n

如何知道(n-1)個人報數的問題的解?對,只要知道(n-2)個人的解就行了。(n-2)個人的解呢?當然是先求(n-3)的情況 ---- 這顯然就是乙個倒推問題!好了,思路出來了,下面寫

遞推公式:

令f表示i個人玩遊戲報m退出最後勝利者的編號,最後的結果自然是f[n]

遞推公式

f[1]=0;

f=(f+m) mod i; (i>1)

有了這個公式,我們要做的就是從1-n順序算出f的數值,最後結果是f[n]。因為實際生活中編號總是從1開始,我們輸出f[n]+1

由於是逐級遞推,不需要儲存每個f,程式也是異常簡單。

example:

0    1  

2   3   4   5   6   7   

n=8,m=3,數到2退出,

新的環及編號:          5     6       0   1  

2   3    4

n=7,m=3,數到2退出,

新的環及編號              2     3      4   5        0    1

推倒  :              x(舊) = (x(新) + m ) %n  如   5 = (2+3)%7       4=(1+3)%7    1=(5+3)%7;

php **:

function ysf($n,$m)

return $x+1;

}

約瑟夫環數學解法

無論是用鍊錶實現還是用陣列實現都有乙個共同點 要模擬整個遊戲過程,不僅程式寫起來比較煩,而且時間複雜度高達o nm 當n,m非常大 例如上百萬,上千萬 的時候,幾乎是沒有辦法在短時間內出結果的。我們注意到原問題僅僅是要求出最後的勝利者的序號,而不是要讀者模擬整個過程。因此如果要追求效率,就要打破常規...

約瑟夫環 數學解法

約瑟夫環是乙個數學的應用問題 已知n個人 以編號1,2,3 n分別表示 圍坐在一張圓桌周圍 從編號為k的人開始報數,數到m的那個人出列 他的下乙個人又從1開始報數,數到m的那個人又出列 依此規律重複下去,直到圓桌周圍的人全部出列。f 1 0 f i f i 1 m i i 1 includeusin...

約瑟夫環 數學策略

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