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时间:2015-04-08 07:05
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约瑟夫环问题实验报告
循环链表解决约瑟夫环问题,有段代码不懂,有大神解释啊
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约瑟夫问题
约瑟夫问题
这是17世纪的法国数学家加斯帕在《数目的游戏问题》中讲的一个故事:15个教徒和15 个非教徒在深海上遇险,必须将一半的人投入海中,其余的人才能幸免于难,于是想了一个办法:30个人围成一圆圈,从第一个人开始依次报数,每数到第九个人就将他扔入大海,如此循环进行直到仅余15个人为止。问怎样排法,才能使每次投入大海的都是非教徒。
*问题分析与算法设计
约瑟夫问题并不难,但求解的方法很多;题目的变化形式也很多。这里给出一种实现方法。
题目中30个人围成一圈,因而启发我们用一个循环的链来表示。可以使用结构数组来构成一个循环链。结构中有两个成员,其一为指向下一个人的指针,以构成环形的链;其二为该人是否被扔下海的标记,为1表示还在船上。从第一个人开始对还未扔下海的人进行计数,每数到9时,将结构中的标记改为0,表示该人已被扔下海了。这样循环计数直到有15个人被扔下海为止。
约瑟夫问题是个有名的问题:N个人围成一圈,从第一个开始报数,第M个将被杀掉,最后剩下一个,其余人都将被杀掉。例如N=6,M=5,被杀掉的人的序号为5,4,6,2,3。最后剩下1号。
假定在圈子里前K个为好人,后K个为坏人,你的任务是确定这样的最少M,使得所有的坏人在第一个好人之前被杀掉。
C++代码示例:
#include&iostream&
void main()
int n,m,a[101],k,i,j, //计数器是从1开始的,所以100个人用101
cout&&&请输入参加游戏的玩家人数(不超过100人):&;
cin&&n;
cout&&&----------------------------------------&&&
if(n&100)
cout&&&玩家太多,请重新登陆此程序!&&&
cout&&&输入游戏中要玩的数字:&;
cin&&m;
cout&&&----------------------------------------&&&
for(i=1;i&=n;i++)
a【i】=1;//注意百度百科里不让使用ASCII里的方括号,这里是中文字符集里的方括号,
for(i=1;i&=n;i++){
if(a【i】==1){
j=j+a【i】;
if(j==m)
a【i】=0;
if(k==n){
num=i;
if(i==n)
cout&&&最后获胜的玩家是第 &&&num&&& 号玩家!&&&
cout&&&----------------------------------------&&&
写完密码约瑟夫就想到原来看到约瑟夫问题的一个数学解法 很巧妙很简单 不过只能推出最后一个出列的人
无论是用链表实现还是用数组实现都有一个共同点:要模拟整个游戏过程,不仅程序写起来比较烦,而且时间复杂度高达O(nm),当n,m非常大(例如上百万,上千万)的时候,几乎是没有办法在短时间内出结果的。我们注意到原问题仅仅是要求出最后的胜利者的序号,而不是要读者模拟整个过程。因此如果要追求效率,就要打破常规,实施一点数学策略。
为了讨论方便,先把问题稍微改变一下,并不影响原意:
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。
我们知道第一个人(编号一定是m mod 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 mod n的人开始):
k k+1 k+2 ... n-2, n-1, 0, 1, 2, ... k-2
并且从k开始报0。
现在我们把他们的编号做一下转换:
k --& 0
k+1 --& 1
k+2 --& 2
k-2 --& n-2
k-1 --& n-1
变换后就完完全全成为了(n-1)个人报数的子问题,假如我们知道这个子问题的解:例如x是最终的胜利者,那么根据上面这个表把这个x变回去不刚好就是n个人情况的解吗?!!变回去的公式很简单,相信大家都可以推出来:x'=(x+k) mod n
如何知道(n-1)个人报数的问题的解?对,只要知道(n-2)个人的解就行了。(n-2)个人的解呢?当然是先求(n-3)的情况 ---- 这显然就是一个倒推问题!好了,思路出来了,下面写递推公式:
令f表示i个人玩游戏报m退出最后胜利者的编号,最后的结果自然是f[n]
递推公式
f[1]=0;
f=(f+m) (i&1)
有了这个公式,我们要做的就是从1-n顺序算出f的数值,最后结果是f[n]。因为实际生活中编号总是从1开始,我们输出f[n]+1
由于是逐级递推,不需要保存每个f,程序也是异常简单:
#include &stdio.h&
int main()
int n, m, i, s=0;
printf (&N M = &); scanf(&%d%d&, &n, &m);
for (i=2; i&=n; i++) s=(s+m)%i;
printf (&The winner is %d\n&, s+1);
pascal
var n,m,i,s:
write('N M =');
read(n,m);
for i:=2 to n do
s:=(s+m)
writeln('The winner is ',s+1);
这个算法的时间复杂度为O(n),相对于模拟算法已经有了很大的提高。算n,m等于一百万,一千万的情况不是问题了。可见,适当地运用数学策略,不仅可以让编程变得简单,而且往往会成倍地提高算法执行效率。
约瑟夫问题10e100版(from vijios)
描述 Description
n个人排成一圈。从某个人开始,按顺时针方向依次编号。从编号为1的人开始顺时针“一二一”报数,报到2的人退出圈子。这样不断循环下去,圈子里的人将不断减少。由于人的个数是有限的,因此最终会剩下一个人。试问最后剩下的人最开始的编号。
输入格式 Input Format
一个正整数n,表示人的个数。输入数据保证数字n不超过100位。
输出格式 Output Format
一个正整数。它表示经过“一二一”报数后最后剩下的人的编号。
样例输入 Sample Input
样例输出 Sample Output
时间限制 Time Limitation
各个测试点1s
注释 Hint
样例说明
当n=9时,退出圈子的人的编号依次为:
2 4 6 8 1 5 9 7
最后剩下的人编号为3
初见这道题,可能会想到模拟。可是数据实在太大啦!!
我们先拿手来算,可知n分别为1,2,3,4,5,6,7,8...时的结果是1,1,3,1,3,5,7,1...
有如下规律:从1到下一个1为一组,每一组中都是从1开始递增的奇数,且每组元素的个数分别为1,2,4...
这样就好弄了!!
大体思路如下:
①read(a)
②b:=1,c:=1{b为某一组的元素个数,c为现在所加到的数}
③while c&a do (b:=b*2,c:=b+c){超过目标时停止加数}
⑥c:=c-b{退到前一组}
⑦x:=a-c{算出目标为所在组的第几个元素}
⑧ans:=x*2-1{求出该元素}
⑨write(ans)
有了思路,再加上高精度就可以了。我写的代码比较猥琐,因为是先把上面的思路敲进去,再写过程,又把一些简单的过程合到主程序中了,所以有点乱,也有点猥琐。起提供思路的作用还是完全可以的吧~~~
var a,b,c:array[1..105]
la,lb,lc,i:
var i:
for i:=1 to 105 do c:=c+b;
for i:=1 to 104 do if c&9 then
c:=c+c div 10;
c:=c mod 10;
function cxiaoa:
var i:
cxiaoa:=
for i:=105 downto 1 do
if c&a then begin cxiaoa:=end
else if c&
var i:
for i:=1 to 105 do b:=b*2;
for i:=1 to 104 do if b&9 then
b:=b+b div 10;
b:=b mod 10;
var i,j:
for i:=1 to 104 do
if c&=b then c:=c-b else
j:=i+1;
while c[j]=0 do inc(j);
while j&i do
c[j]:=c[j]-1;
c[j-1]:=c[j-1]+10;
dec(j);
c:=c-b;
var i:
for i:=1 to 104 do
if a&c then a:=a-c else
a:=a-1;
a:=a+10;
a:=a-c;
var i,j:
for i:=1 to 105 do a:=a*2;
for i:=1 to 104 do if a&9 then
a:=a+a div 10;
a:=a mod 10;
if a[1]&0 then a[1]:=a[1]-1 else
while a[j]=0 do inc(j);
while j&1 do
a[j]:=a[j]-1;
a[j-1]:=a[j-1]+10;
dec(j);
a[1]:=a[1]-1;
for i:=105 downto 1 do if a&0 then begin j:=i;
for i:=j downto 1 do write(a);
readln(s);
la:=length(s);
for i:=la downto 1 do a:=ord(s[la+1-i])-ord('0');
b[1]:=1;
c[1]:=1;
while cxiaoa do
end.
决了一个约瑟夫环的问题,但是总觉帮助 这就是约瑟夫环问题的数学解 doing? C/C++ code //約瑟夫問題 #include stdio.h; count++; } printf( \n約琴夫排列: ); for(i = 0...
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热门脚本语言:约瑟夫环的C语言数组的实现
本文给出了使用C语言数组解决约瑟夫环的一种方法,并得到了预期的结果.
菏泽学院计算机与信息工程系,山东,菏泽,274015
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