约瑟夫环问题
n个人围成一个圈报数,每次报到m的人从圈中退出,后面的人之后从0重新开始报数。
设X是淘汰前的每个人的位置编号,X'是淘汰后形成的新的位置编号
X X'
------------
m -> 0
m+1 -> 1
m+2 -> 2
m+3 -> 3
... ->...
n-1 -> n-1-m
0 -> n-m
1 -> n-m+1
2 -> n-m+2
... -> ....
m-2 -> n-2
非常明显的对应关系:
x'=(x-m)%n
x =(x'+m)%n
例如对于n=5,m=3,位置编号0,1,2,3,4
0 1 2 3 4
3 4 0 1
1 3 4
1 3
3
对于最后胜利者位置是0,即x'=0,继而能够推算出上一次他在序列中的位置x=(x'+3)%2=1。以此类推,最后得到3在原始序列中的位置。
下面的函数,返回n个人,报数为k的人退出,最后剩下的人的元素位置编号。
int Func(int n, int k) { int x = 0; for(int i = 1; i < n; ++i) { x = (x + k) % (i + 1); } return x; }
现在,我们想知道,位置编号为m的人是在第几轮报数的时候退出的,如果在第i轮,原序列位置为x的人恰好报数k,那么这个人就在这轮被淘汰。
下面的函数,返回n个人,报数k,位置为m的人在第几轮退出。
int Func(int n, int k, int m) { int x = m; int step = 0; for(int i = n; i > 1; --i) { step++; if((k % i) - 1 == x) { break; } x = (x - k) % i; if(x < 0) x = x + i; } return step; }