AcWing 82 圆圈中最后剩下的数字

题目描述:

0, 1, …, n-1这n个数字(n>0)排成一个圆圈,从数字0开始每次从这个圆圈里删除第m个数字。

求出这个圆圈里剩下的最后一个数字。

样例

输入:n=5 , m=3

输出:3

分析:

本题为经典的约瑟夫问题。

 方法一:直接模拟

模拟删除的过程做懒惰删除,最后剩下的那个数即是所求的数。(不推荐,时间空间都消耗不少,可能还不如直接用链表模拟的好。)当然也可以不用哈希,直接数组模拟链表,f数组存储当前下标的下一个元素即可。

class Solution {
public:
    int lastRemaining(int n, int m){
        bool f[n];
        memset(f,0,sizeof(f));
        int i = (m - 1 + n) % n,cnt = 0;
        while(cnt < n - 1){
            if(!f[i]){
                f[i] = true,cnt++;
                int c = m;
                while(c){
                    i = (i + 1) % n;
                    if(!f[i])   c--;
                }
            }
        }
        for(int i = 0;i < n;i++){
            if(!f[i])   return i;
        }
    }
};

方法二:递归

代码相当简洁,但是要推出递推式并不简单。设f(n,m)表示从n个数中每次删除第m个数最后剩下的数。我们第一次从0 – n-1中删除下标为m-1的数,问题规模缩减为了n-1,但是并不能等效于f(n-1,m),因为起点不同,新问题的起点是下标为m的数。

我们需要从m开始,往后数第m个数再次删除,对剩下的序列排个序就是m m+1 m+2 … n-1 0 1 … m – 2,如果重新标号呢?将m映射为0,m+1映射为1,n-1映射为n – 1 – m,0映射为n-m,k映射为n-m+k,m – 2映射为n – 2.设x为f(n-1,m)最后剩下的数字,则在映射前下标为(m + x) % n。(n – m + k = x可推出k = (m – n + x)当然要对n取模得到k = (m – n + x + n ) % n = (m + x) % n)。所以f(n,m) = (f(n-1,m) + m) % n。至于为什么是对n取模,令k = m, n – m + k = n,只有对n取模时才会映射为0。

class Solution {
public:
    int lastRemaining(int n, int m){
        if(n == 1)  return 0;
        return (lastRemaining(n - 1,m) + m) % n;
    }
};

 方法三:递推

由于上面的递归算法是线性递归,所以不需要优化,因此递推写法只是形式变了,复杂度与递归一样都是线性的。

class Solution {
public:
    int lastRemaining(int n, int m){
        int s = 0;
        for(int i = 2;i <= n;i++)    s = (s + m) % i;
        return s;
    }
};

 

    原文作者:约瑟夫环问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq_30277239/article/details/88640626
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
点赞