算法之约瑟夫环问题:有n个人排成一列或是一圈,从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列。(Java) - Go语言中文社区

算法之约瑟夫环问题:有n个人排成一列或是一圈,从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列。(Java)




约瑟夫环问题

约瑟夫环描述:约瑟夫环(约瑟夫问题)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。



1.题目

约瑟夫环问题,输入人数n,第m个人出列,最后一个人的编号是多少?



例子:
输入:5 3
输出:4
例子



2.解析

1.先把这n个人按顺序加进LinkedList。选择链表是因为链表在进行大量数据插入删除的时候会比顺序表ArrayList的效率要高,而ArrayList在查找的时候效率会相对高。

2.从索引0开始报数,到索引m-1的时候,也就是第m个人出列。

index = m - 1;  //初始化,index指向第一个出列的人
linkedList.remove(index);

3.排在这个人后面的人都向前移了一位,也就是如4的索引原来是3的,在3出列之后,队伍里还有[1,2,4,5]四个人,这时候4的索引变成了3-1=2,5的索引变成了4-1=3。所以新的索引就要从出列的人重新开始数,再次数到m-1。再次执行上面的删除操作。

index += m - 1;

4.我们还会发现一个问题,就是index一直加的话,岂不是会数组越界了?这时候该怎么办呢?怎么样才能让一个链表排出一个圈的效果呢?
我们可以用 索引 % 链表长度 进行取余操作

5.最后,我们总结一下。需要初始化的索引,与循环体内的代码如下:

index = m - 1;  //初始化,index指向第一个出列的人

while(linkedList != 0){
    index %= linkedList.size();
    linkedList.remove(index);
    index += m - 1;
}


3.总代码

private int josephRingMethod(int n, int m){

    LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList();
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        linkedList.add(i);
    }

    int index = m - 1;  //初始化,index指向第一个出列的人
    while (linkedList.size() != 0){
        System.out.println(linkedList);
        //用 **索引 % 链表长度** 进行取余操作,避免下标越界
        index %= linkedList.size(); 

        //出列
        System.out.println(linkedList.get(index) + "号出列");
        linkedList.remove(index);

        //返回最后剩下的人的编号
        if (linkedList.size() == 1){
            return linkedList.get(0);
        }
        //新的索引就要从出列的人重新开始数,再次数到m-1。
        index += m - 1;
    }

    return -1;
}


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