poj2746 约瑟夫问题

约瑟夫问题

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题目描述

约瑟夫问题：有ｎ只猴子，按顺时针方向围成一圈选大王（编号从１到ｎ），从第１号开始报数，一直数到ｍ，数到ｍ的猴子退出圈外，剩下的猴子再接着从1开始报数。就这样，直到圈内只剩下一只猴子时，这个猴子就是猴王，编程求输入ｎ，ｍ后，输出最后猴王的编号。

输入

每行是用空格分开的两个整数，第一个是 n, 第二个是 m ( 0 < m,n <=300)。最后一行是：

0 0

输出

对于每行输入数据（最后一行除外)，输出数据也是一行，即最后猴王的编号

样例输入

6 2

12 4

8 3

0 0

样例输出

5

1

7

解答：

#include <iostream>
using namespace std;
bool a[301];
int main()
{
 int m,n;
 while(cin>>m>>n,n || m)
 {
   memset(a,0,sizeof(a));
   int i,j,c;
   i=c=0; 
   while(c<m-1)//有m只猴子，要进行m-1次标记
   {
   j=0;//每一次标记都要重新置0，进行n次 
      while(j<n)
   {
     i=(i+1)%m;
     if(a[i]==0)j++;   
   } 
   a[i]=1;
   c++; 
   } 
   for(c=0;c<m;c++)
   {
  if(a[c]==0)
  {
    if(c==0) cout<<m<<endl;

//这里使用了一个小技巧，将最后一个猴子的编号作为数组下标的0，这样后面的编号就跟下标相同了
    else cout<<c<<endl;
    break;
  } 
   }
 } 
    system("pause");
    return 0;
}

另解：（来自于网络）

约瑟夫环问题是一道经典的数据结构题目
问题描述：n个人（编号0~(n-1))，从0开始报数，报到(m-1)的退出，剩下的人继续从0开始报数。求胜利者的编号。
一般我们采用一个循环队列来模拟约瑟夫环的求解过程，但是如果n比较大的时候，采用模拟的方式求解，需要大量的时间来模拟退出的过程，而且由于需要占用大量的内存空间来模拟队列中的n个人，并不是一个很好的解法。
在大部分情况下，我们仅仅需要知道最后那个人的编号，而不是要来模拟一个这样的过程，在这种情况下，可以考虑是否存在着一种数学公式能够直接求出最后那个人的编号。

我们知道第一个人(编号一定是m%n-1) 出列之后，剩下的n-1个人组成了一个新的约瑟夫环（以编号为k=m%n的人开始）:
我们先看第一个人出列后的情况，显而易见，第一个出列的人的编号一定是m%n-1,这个人出列后，剩下的n-1个人组成了一个新的约瑟夫环，这个约瑟夫环的第一个人在最开始的环中的编号是k=m%n（就是第一个出列的人的下一个）
k  k+1  k+2  ... n-2, n-1, 0, 1, 2, ... k-2并且从k开始报0。
事实上，可以把这个环又映射成为一个新的环：
k  --- 0
k+1 --- 1
k+2 --- 2
...  ....
k-2 -- n-1
可以看出，这就是原问题中把n替换成n-1的情况，假设我们已经求出来在这种情况下最后胜利的那个人的编号是x，那个倒推回去的那个人的编号就正好是我们要求的答案，显而易见，这个编号应该是(x+k)%n
那么如何知道n-1个人下面的这个x呢，yes，就是n-2个人情况下得到的x'倒推回去，那么如何知道n-2情况下的x'呢，当然是求n-3个人，这就是一个递归的过程
f(1) = 0（f(1)就是现在还剩下1个人，那么无论m为几，这个人总会出列，因此f(1)=0)
f(n) = (f(n-1)+m)%n
那么我们要求f(n)，就从f(1)倒推回去即可
int f(int n, int m)
{
   int r = 0;
   for(int i = 2; i <= n; i++)
       r = (r + m) % i;
   return r + 1; //这是因为日常生活中编号总是从1开始
}
这种方法比模拟的方法快多了，我们在碰到问题的时候，可以想一想是否有数学公式来求解