约瑟夫环公式是怎样推导出来的?

有n个人,编号从0开始,数到m-1退出,网上很多说的公式为: f(1) = 0; f(i) = (f(i-1)+m)%i; 那如果n个人,编号从1开始,数到m退出,公式是什么样子的呢? 求:详细说明。。。

1、约瑟夫环公式推导:已知n个人(以编号1,2,3...n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列。

依此规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。

这个就是约瑟夫环问题的实际场景,有一种是要通过输入n,m,k三个正整数,来求出列的序列。这个问题采用的是典型的循环链表的数据结构,就是将一个链表的尾元素指针指向队首元素。 p->link=head。

2、解决问题的核心步骤:

1.建立一个具有n个链结点,无头结点的循环链表。

2.确定第1个报数人的位置。

3.不断地从链表中删除链结点,直到链表为空。

扩展资料

算法例子

C#

//1、循环链表存储结构     

class LinkData

{

public int value { get; set; }//小孩子的ID

public LinkData next { get; set; }//下一个小孩子的位置    

private LinkData(int m_value)

{

value=m_value;

}        

//孩子们围坐一圈

public static LinkData CreateLink(int []arr)

{

LinkData head = new LinkData(0);

LinkData p = head;

for(int i=0;i<arr.Length-1;i++)

{

p.value = arr[i];

p.next = new LinkData(0);

p = p.next;

}

p.value = arr[arr.Length - 1];

p.next = head;//循环链表,尾巴指向头

return head;

}

//丢手绢算法

public static void Yuesefu(LinkData head, int i, int M)

{

//DateTime dt = DateTime.Now;

//Console.WriteLine("link go:");

LinkData f = head;//头

LinkData r=f;//尾

for (; i > 0; i--) //进入移动到第一次丢手绢的位置

{

r = f;

f = f.next;

}

while (r.next != r)//是否剩下最后一个小孩子

{

for(int j=0;j<M;j++)

{

r=f;

f=f.next;

}

Console.Write(f.value.ToString() + " ");//小孩子报上名来

f = f.next;//踢掉一个小孩子

r.next = f;

}

Console.WriteLine(r.value.ToString());//小孩子报上名来

//Console.WriteLine(string.Format("耗时{0}毫秒",(DateTime.Now-dt).TotalMilliseconds));

}

}

//2、List<Int>存储结构

class ListData

{

//丢手绢算法,直接通过在List<Int>集合中定位元素,再移除元素,循环往复,直到集合为空

public static void Yuesefu(List<int> src, int i, int M)

{

int len = src.Count;

i = (i + M) % src.Count;

//Console.WriteLine("list go:");

//DateTime dt = DateTime.Now;

while (src.Count > 1)

{

Console.Write(src[i].ToString() + " ");//小孩子报上名来

src.RemoveAt(i);//踢掉一个小孩子

i = (i + M) % src.Count;

}

Console.WriteLine(src[i].ToString());//小孩子报上名来

//Console.WriteLine(string.Format("耗时{0}毫秒", (DateTime.Now - dt).TotalMilliseconds));

}

}

参考资料:百度百科——约瑟夫环

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2019-07-21

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。

现在将编号做一下转换:
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变回去刚好就是n个人情况的解。

若想知道知道(n-1)个人报数的问题的解,只要知道(n-2)个人的解即可。关于(n-2)个人的解,当然是先求(n-3)的情况。因此这是一个递推问题。

令f[i]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[i]=(f[i-1]+m)%i; (i>1)

有了这个公式,要做的就是从1-n顺序算出f[i]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[i],程序如下

#include <stdio.h>
main()
{
int n, m, i, s=0;
printf("N="); scanf("%d", &n);
printf("M="); scanf("%d", &m);
for(i=2; i<=n; i++) s=(s+m)%i;
printf("The winner is %d\n", s+1);
}

扩展资料:

约瑟夫环是一个数学的应用问题:已知n个人(以编号1,2,3...n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数。

数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依此规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。通常解决这类问题时我们把编号从0~n-1, 结果+1即为原问题的解。

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第2个回答  推荐于2018-02-28
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)%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[i]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[i]=(f[i-1]+m)%i; (i>1) 有了这个公式,我们要做的就是从1-n顺序算出f[i]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本回答被提问者和网友采纳
第3个回答  推荐于2017-09-23
1.约瑟夫环公式推导:已知n个人(以编号1,2,3...n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依此规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。
这个就是约瑟夫环问题的实际场景,有一种是要通过输入n,m,k三个正整数,来求出列的序列。这个问题采用的是典型的循环链表的数据结构,就是将一个链表的尾元素指针指向队首元素。 p->link=head。
2.
解决问题的核心步骤:
1.建立一个具有n个链结点,无头结点的循环链表。
2.确定第1个报数人的位置。
3.不断地从链表中删除链结点,直到链表为空。
第4个回答  2018-02-28
编号从0开始和编号从1开始, 两者间的差别就是前者的所有编号各加1就变成了后者的编号, 继而可知, 编号从k(正整数)开始的结果就是编号从0得到的结果加上k, 这样的回答可还满意

约瑟夫环公式是怎样推导出来的?
1、约瑟夫环公式推导:已知n个人(以编号1,2,3...n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列。依此规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。这个就是约瑟夫环问题的实际场景,有一种是要通过输入n,m,k三...

约瑟夫环问题的第推公式是怎么来的阿~~
递推公式 f[1]=0;f[i]=(f[i-1]+m)%i; (i>1)有了这个公式,我们要做的就是从1-n顺序算出f[i]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[i],程序也是异常简单:*\/ include <stdio.h> main(){ int n, m, i...

这或许是你能找到的最详细约瑟夫环数学推导!
解决约瑟夫环问题,可以采用倒推方式,即从最终状态反推原始状态。具体思路是,如果知道最后剩下的数字在最终序列中的位置,那么可以计算出它在原始序列中的位置。假设最后剩下的数字下标为x,那么在原始序列中它的位置可以通过特定公式计算得出。大部分解法到这里就结束了,但缺乏数学证明过程。现在我们详细...

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