约瑟夫环问题python解法
约瑟夫环问题: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k的那个人被杀掉;他的下一个人又从1开始报数,数到k的那个人又被杀掉;依此规律重复下去,直到圆桌周围的人只剩最后一个。
思路是:当k是1的时候,存活的是最后一个人,当k=2的时候,构造一个n个元素的循环链表,然后依次杀掉第k个人,留下的最后一个是可以存活的人。
代码如下:
class Node():
def __init__(self,value,next=None):
self.value=value
self.next=next
def createLink(n):
return False
if n==1:
return Node(1)
root=Node(1)
tmp=root
for i in range(2,n+1):
tmp.next=Node(i)
tmp=tmp.next
tmp.next=root
return root
def showLink(root):
tmp=root
while True:
print(tmp.value)
tmp=tmp.next
if tmp==None or tmp==root: def josephus(n,k):
if k==1:
print('survive:',n)
root=createLink(n)
tmp=root
while True:
for i in range(k-2):
tmp=tmp.next
print('kill:',tmp.next.value) tmp.next=tmp.next.next
tmp=tmp.next
if tmp.next==tmp:
print('survive:',tmp.value)
if __name__=='__main__':
print('-----------------')
josephus(10,2)
print('-----------------')
josephus(10,1)
print('-----------------')
输出结果如下:
-------------------------------------分界线-----------------------------------------
感谢大家建议,第一种方法是直观暴力裸搞,确实不太简洁,下面写出我的第二种方法,求模来搞起,代码少了一些,如下:def josephus(n,k):
if k==1:
print('survive:',n)
people=list(range(1,n+1))
while True:
if len(people)==1:
p=(p+(k-1))%len(people)
print('kill:',people[p])
del people[p]
print('survive:',people[0])
if __name__=='__main__':
josephus(10,2)
josephus(10,1)
运行结果和上面一样。
为了进一步对比性能,我用josephus(100000,4)测试,即n=100000,k=4。
为了去掉IO消耗的时间干扰,把"kill:"的print注释掉,只输出最后的"survive:"结果,测试结果如下:
结果表明,第一种循环链表的方式比第二种取模运算的方式要快,由于比例不是线性的,不能说是几倍,而且这个测试和python内部实现有关,换作C语言O3优化后结果就不一定一样了,所以测试结果不能说明什么哈~
while(p-next != p){ -- 如果 p 的下一个结点指向自己,说明环中只剩一个结点
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): 有n只猴子,按顺时针方向围成一圈选大王(编号从1到n),从第1号开始报数,一直数到m,数到m的猴子退出圈外,剩下的猴子再接着从1 开始报数。
就这样,直到圈内只剩下一只猴子时,这个猴子就是猴王,编程求输入n,m后,输出最后猴王的编--将上行改为System.out.println((k+1)+" ");后可去掉下面3行输出语句
print('kill:',tmp.next.value)
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!下面举例说明:
50 public int PlayNum { get; set; }-*每次游戏丢PlayNum 次手绢*-
pcur=(Node*)malloc(sizeof(Node));
序列3:k, k+1, k+2, k+3, …, n-2, n-1, 1, 2, 3,…, k-2, 首先从2开始,因为1个人的时候报的数字的人为0号,结果已经确定了。
不需要从i=0开始,要注意的是序列从0开始编号的,所以最后的输出结果也要加1.。