約瑟夫環問題

2021-07-11 02:06:26 字數 2398 閱讀 9535

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。

現在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

約瑟夫問題的相關子問題。

1.poj 3517   and then there was one 

題意:固定開始點不是1,而是m。

先去掉乙個數,轉換成n-1個數的約瑟夫環問題,再將最後結果s=(m+s)%n+1即可.

[cpp]view plain

copy

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

using

namespace

std;  

#define maxn 10100

intf[maxn];  

intmain()  

printf("%d\n"

,(f[n-1]+m)%n + 1);  

}  return

0;  

}  

2.hoj 1016 joseph's problem i

每次的間隔是是質數。我們只要預處理篩一次區間範圍內的質數即可。

[cpp]view plain

copy

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

using

namespace

std;  

#define maxn 50000

intprime[maxn];  

intvis[maxn];  

intget_prime(

intn)  

}  }  int

f[maxn];  

intmain()  

printf("%d\n"

,f[n]+1);  

}  return

0;  

}  

3.hoj 1107 joseph's problem ii

k個good guys ,k個bad guys,每次不能殺掉good guy,問最小的m.

解題方法:類似於陣列模擬。每次變更start 和end的範圍。每次殺掉乙個人。下乙個的編號變為0。

[cpp]view plain

copy

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

using

namespace

std;  

#define maxn 10100

intf[15];  

bool

solve(

intk,

intm)  

start = ((start - m)%i + i)%i;  

end = ((end - m)%i + i)%i;  

}  return

flag;  

}  void

init()  

}  }  }  

intmain()  

return

0;  

}  

約瑟夫問題 約瑟夫環

約瑟夫 問題 有時也稱為約瑟夫斯置換,是乙個出現在電腦科學和數學中的問題。在計算機程式設計的演算法中,類似問題又稱為約瑟夫環。又稱 丟手絹問題 據說著名猶太歷史學家 josephus有過以下的故事 在羅馬人占領喬塔帕特後,39 個猶太人與josephus及他的朋友躲到乙個洞中,39個猶太人決定寧願死...

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