約瑟夫問題

今天看了一下約瑟夫問題,嗯,感覺自己智商欠費(fèi):( 還是來總結(jié)下好啦~

問題

約瑟夫是猶太軍隊(duì)的一個將軍,在反抗羅馬的起義中,他所率領(lǐng)的軍隊(duì)被擊潰,只剩下殘余的部隊(duì)40余人,他們都是寧死不屈的人,所以不愿投降做叛徒。一群人表決說要死,所以用一種策略來先后殺死所有人。
于是約瑟夫建議:每次由其他兩人一起殺死一個人,而被殺的人的先后順序是由抽簽決定的,約瑟夫有預(yù)謀地抽到了最后一簽,在殺了除了他和剩余那個人之外的最后一人,他勸服了另外一個沒死的人投降了羅馬。

我們這個規(guī)則是這么定的:
在一間房間總共有n個人(下標(biāo)0~n-1),只能有最后一個人活命。

按照如下規(guī)則去殺人:
所有人圍成一圈
順時針報數(shù),每次報到q的人將被殺掉
被殺掉的人將從房間內(nèi)被移走
然后從被殺掉的下一個人重新報數(shù),繼續(xù)報q,再清除,直到剩余一人

輸入

人的個數(shù) : n
每次報到q 就會被殺死 的 q

輸出

最終能夠活下來的人的下標(biāo)

相關(guān)解析

1、https://blog.csdn.net/tingyun_say/article/details/52343897
2、http://www.cnblogs.com/kkrisen/p/3569281.html#undefined

分析

第一次報數(shù)殺掉的是下標(biāo)為(q-1)人
q ? ? ? 0
q+1 ? ? 1
: ? ??? :
: ? ? ?? :
n-1 ? ? n-q-1
0 ? ?? n-q
1 ? ?? n-q+1
: ? ? ?? :
: ? ? ?? :
q-2 ? ? n-2

由上述可見,殺掉一個人后,重新組成了一個約瑟夫環(huán),重新組成的約瑟夫環(huán)的下標(biāo)和之前的下標(biāo)關(guān)系為 f(n)=(f(n-1)+q)%n。當(dāng)最后只剩下一個人的時候,它的下標(biāo)為0,我們可由上述的遞推關(guān)系得到只剩下兩個人時它的下標(biāo),然后再推得只剩下3個人時它的下標(biāo),一直推到最后有n個人時,它的下標(biāo),就得到了最終的結(jié)果。請注意,這樣的解法所得到的坐標(biāo)是從以0--(n-1)為基準(zhǔn)的,如果想獲得以1--n為基準(zhǔn)下的,直接將所得的結(jié)果加1就好了,很直觀的解釋就是將下標(biāo)值加1。
另一個解釋:
f(1, 1) = 1;
f(n, k) = (f(n-1, k) + k - 1)%n + 1;

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n, q;
    cin >> n >> q;
    if (n == 0)
        return 0;
    int result = 0;
    for (int i = 2; i <= n; i++)
        result = (result + q ) % i;
    
    return result+1;
}

變型問題

poj上有個變型問題,題目鏈接:http://poj.org/problem?id=3517,這個題與經(jīng)典約瑟夫問題的區(qū)別是,它要求第一個殺死的人下標(biāo)為m,并且下標(biāo)從1開始。對于這個問題的求解,我們可以按照原來方法去做,得到結(jié)果后再去移動下標(biāo)。在原來的問題中,第一個殺死的人下標(biāo)為q,我們想辦法移動下標(biāo)使得第一個殺死的人由q變?yōu)閙,假如n=5,q=2,m=4, 那么原始序列為
1, 2, 3,4,5
如果使得第一次殺死的人為m, 那么序列應(yīng)為
3 , 4 , 5 ,1 , 2
那么由上面的如何得到下面的結(jié)果
f(下)= (f(上)+m-q)%n

// yuesefu.cpp : 定義控制臺應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n, q, m;
    cin >> n >> q>> m;
    if (n == 0)
        return 0;
    int mid = 0;
    for (int i = 2; i <= n; i++)
        mid = (mid + q ) % i;
    int result = 0;
    result = (mid + 1 + m - q) % n;
    if (result < 0) result = result + n;
    return result;
}

留個坑

1、打印每次淘汰的人
https://blog.csdn.net/coder_pig/article/details/50268099
2、如何用python實(shí)現(xiàn)?

index, step = 0, 3    
while len(a) > 1:
    index = (index + step - 1) % len(a)    
    print('kill No.', a[index])
    del a[index]
print('\nWinner is', a[0])
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