约瑟夫问题(常规代码,递归代码,链表代码)
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1.约瑟夫问题:
题目描述
n个人围成一个圈,每个人分别标注为1、2、...、n,要求从1号从1开始报数,报到k的人出圈,接着下一个人又从1开始报数,如此循环,直到只剩最后一个人时,该人即为胜利者。例如当n=10,k=4时,依次出列的人分别为4、8、2、7、3、10,9、1、6、5,则5号位置的人为胜利者。给定n个人,请你编程计算出最后胜利者标号数。
题目输入:
第一行为人数n; 第二行为报数k。
题目输出:
输出最后胜利者的标号数。
2.常规做法题目分析
约瑟夫问题是一个经典的问题,也称为约瑟夫环问题,主要描述的是有一个编号为 1 到 n 的圆圈,从第一个数字开始,按照固定的步长 m 不断地删除最后一个数字,直到圆圈中只剩下一个数字为止,该数字即为胜者。
例如,当 n=7、m=3 时,删除的数字依次为第 3、第 6、第 2、第 7、第 5、第 1 个数字,胜者为第 4 个数字。
数学公式来计算胜者的编号。
假设 n 个人处于圆圈中,编号从 1 到 n。每次删除第 m 个人,直到只剩下一个人为止。
我们可以使用递推的方式来计算胜者的编号。假设 f(n, m) 表示有 n 个人时,每次删除第 m 个人后的胜者编号。
当 n = 1 时,只剩下一个人,编号为 1,即 f(1, m) = 1。
当 n > 1 时,我们可以把约瑟夫问题看作是每次删除第 m 个人,然后从下一个人开始重新编号的问题。所以,当第一个人被删除后,问题变成了有 n-1 个人时,每次删除第 m 个人的约瑟夫问题。此时胜者的编号为 f(n-1, m)。但是,由于每次删除一个人后,编号都会向前移动 m 位,所以原来的第 m 个人的编号变成了新的第 1 个人,即编号为 m 的人成为了新问题的起点。
#include
using namespace std;
int josephus(int n, int m) {
int winner = 0;
for (int i = 2; i n;
cout > m;
int result = josephus(n, m);
cout > k;
int result=f(n,k);
cout next = head; // 将尾节点的 next 指向头节点,形成循环链表
return head;
}
// 递归删除链表中每 m 个节点之前的前 m-1 个节点
ListNode* deleteKth(ListNode* cur, int m) {
// 如果链表只剩一个节点,返回该节点
if (cur->next == cur) return cur;
// 找到当前节点的前 m-1 个节点
for (int i = 0; i next;
}
// 删除第 m 个节点,并将链表尾部连接到下一个节点
ListNode* next = cur->next->next;
delete cur->next;
cur->next = next;
// 递归删除下一个节点之前的前 m-1 个节点
return deleteKth(next, m);
}
int josephus(int n, int m) {
ListNode* head = buildLinkedList(n);
// 使用递归算法删除节点
ListNode* winner = deleteKth(head, m);
int ans = winner->val;
delete winner;
return ans; // 返回胜者的编号
}
int main() {
int n, m;
cin >> n >> m;
int ans = josephus(n, m);
cout 