C语言约瑟夫报数出圈算法,详解约瑟夫环问题及其相关的C语言算法实现

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约瑟夫环问题

N个人围成一圈顺序编号,从1号开始按1、2、3……顺序报数,报p者退出圈外,其余的人再从1、2、3开始报数,报p的人再退出圈外,以此类推。

请按退出顺序输出每个退出人的原序号

算法思想用数学归纳法递推。

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),若nm非常大,无法在短时间内计算出结果。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%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):

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