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约瑟夫问题

2013年06月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1261字 ⁄ 字号 评论关闭
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-1) mod n) 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
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!
 
#include<stdio.h>

int main()
{
    int n,m,last;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        last=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)
            last=(last+m)%i;
        printf("%d\n",last+1);
    }
    return 0;
}

      当然若要模拟出队顺序的话,该方法就不适用了。若数组或链表模拟的话,时间复杂度为o(n^2)。显然不可取,下面给出我用线段树模拟的代码。

#include <iostream>
#include<cstdio>

using namespace std;
const int maxn=100000;
struct node
{
    int l,r,sum;
}p[maxn*4];

void init(int l,int r,int rt)
{
    p[rt].l=l;
    p[rt].r=r;
    if(l==r)
    {
        p[rt].sum=1;
        return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    init(l,mid,rt<<1);
    init(mid+1,r,rt<<1|1);
    p[rt].sum=p[rt<<1].sum+p[rt<<1|1].sum;
}

int query(int m,int rt)
{
    p[rt].sum--;
    if(p[rt].l==p[rt].r)
        return p[rt].l;
    if(m<=p[rt<<1].sum)
        return query(m,rt<<1);
    else
        return query(m-p[rt<<1].sum,rt<<1|1);
}

int main()
{
    int n,m,rank;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        init(1,n,1);
        rank=m%n;
        if(m==0)
            m=n;
        printf("%d",query(m,1));
        n--;
        while(n--)
        {
            rank=(rank-1+m)%(n+1);
            if(rank==0)
                rank=n+1;
            printf(" %d",query(rank,1));
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}


 

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