9 2練習題5 約瑟夫問題 題解

2022-08-19 21:54:13 字數 2135 閱讀 5098

題目出處:洛谷 p1996 ,略有修改。

題目描述

約瑟夫問題是乙個非常經典的問題。

n個人(n<=100)圍成一圈,從第乙個人開始報數,數到m的人出列,再由下乙個人重新從1開始報數,數到m的人再出圈,……依次類推,直到所有的人都出圈,請輸出依次出圈人的編號。

輸入格式

輸入一行包含兩個正數 \(n\) 和 \(m\) ,以乙個空格分隔 \(1 \le n,m \le 100\) 。

輸出格式

輸出依次出圈人的編號,兩兩之間有乙個空格分隔(最後沒有空格,可參見樣例)。

樣例輸入

10 3
樣例輸出
3 6 9 2 7 1 8 5 10 4
題目分析如下

解法一:陣列模擬

這種方法是最原始最暴力的一種解法,首先,在知道 \(n\) 和 \(m\) 的前提下,我們開乙個陣列 \(out\) , \(out[i]\) 用於表示第 \(i\) 個人是否已經離開了這個環, \(out[i] = true\) 表示這個人已經出去了; \(out[i] = false\) 表示這個人還在環裡面。

一開始所有的 \(out[i]\) 都為 false,因為一開始大家都在環裡面。

同時我開乙個變數 \(id\) 用於表示當前報數的人的編號,一開始 \(id = 1\) 。

然後我迴圈 \(n\) 輪(每一輪肯定會出環乙個人),每一輪開始時我要初始化乙個變數 \(cnt = 0\) ,用於表示當前已經報數的人的數量。

然後接下來我就遍歷 \(id\) ,如果 \(out[i] == true\) (說明第 \(id\) 個人當前沒有出環),那麼計數 \(cnt++\) 。

如果此時 \(cnt == m\) ,說明已經報數累計了 \(m\) 人次,我只需要輸出 \(id\) ,同時令 \(out[id] = true\) 即可(說明第 \(id\) 個人已經出去了),然後結束該輪。

否則, \(id ++\) ,如果 \(id > n\) ,則令 \(id = 1\)(因為是環,所以第 \(n\) 個人報完數之後,又會回到第 \(1\) 個人繼續報數)。

實現**如下:

#include using namespace std;

const int maxn = 110;

bool out[maxn];

int n, m;

int main()

id ++;

if (id > n) id = 1;

}if (i) putchar(' ');

out[id] = true; // 第id個人出環

cout << id;

}cout << endl;

return 0;

}

解法二:佇列模擬

因為大家可能都用過stl提供給我們的模擬佇列的queue,所以這裡再講解一下使用queue來模擬約瑟夫環問題的方法。

使用佇列來模擬約瑟夫環問題的解題思路如下:

首先將 1 到 n 這 n 個元素一次入隊。

接下來進行 n-1 輪,每輪先迴圈 m-1 次,每次將隊首元素pop出來的同時在push進隊尾,這 m-1次迴圈之後的隊首元素就是報 m 個那個人的編號,輸出隊首元素,然後將隊首元素pop出佇列(這個元素就不用再push進佇列了)。

n-1 輪之後,佇列中只剩下了乙個人,就是我們的隊首元素,我們只需要輸出它,我們的1程式就可以結束了。

實現**如下:

#include using namespace std;

int n, m;

queueque;

int main()

cout << que.front() << " ";

que.pop(); // 第m個報數的人出去

}cout << que.front() << endl; // 最後佇列中只有乙個人

return 0;

}

不過這裡大家要注意的是,老師的資料是沒有問題的,但是洛谷原題的資料是有問題的,老師的這個程式在洛谷上面第3組測試樣例沒過,後來看了半天才發現原來第3組資料的輸入是「0 0」,所以如果你要使用這個**去提交到洛谷的話記得 \(n = 0\) 的時候要特殊判斷。

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