约 瑟 夫 环 问 题 的 三 种 解 法

约瑟夫环问题的简单解法（数学公式法）

关于约瑟夫环问题，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)，当n，m非常大(例如上百万，上千万)的时候，几乎是没有办法在短时间内出结果的。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-2 – n-2

k-1 – n-1

解x’ —- 解为x

注意x’就是最终的解

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！下面举例说明：

假设现在是6个人（编号从0到5）报数，报到（2-1）的退出，即 m=2。那么第一次编号为1的人退出圈子，从他之后的人开始算起，序列变为2,3,4,5,0，即问题变成了这5个人报数的问题，将序号做一下转换：

现在假设x为0,1,2,3,4的解，x’设为那么原问题的解（这里注意，2,3,4,5,0的解就是0,1,2,3,4,5的解，因为1出去了，结果还是一个），根据观察发现，x与x’关系为x’=(x+m)%n，因此只要求出x，就可以求x’。x怎么求出呢？继续推导吧。0,1,2,3,4,，同样是第二个1出列，变为（2,3,4,0），转换下为

很简单，同样的道理，公式又出来了，x=(x”+m)%5，这里变成5了。即求n-1个人的问题就是找出n-2的人的解，n-2就是要找出n-3，等等

因此，就可以回去看上面的推导过程了。

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[i]=(f[i-1]+m)%i; (i1)

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

int main()

int n, m, i, s = 0;

printf ("N M = ");

scanf("%d%d", n, m);

for (i = 2; i = n; i++)

s = (s + m) % i;

printf ("The winner is %d", s+1);

这个算法的时间复杂度为O(n)，相对于模拟算法已经有了很大的提高。算n，m等于一百万，一千万的情况不是问题了。可见，适当地运用数学策略，不仅可以让编程变得简单，而且往往会成倍地提高算法执行效率。

else {x=(jos(n-1,k)+k)%n;if(x==0)x=n;}

for (int i = 2; i = number; i++) {

System.out.println("出圈的顺序为：");

编号为4的人又从1开始报数，这时编号为4的人是这个队伍的头，则第二轮死去的人是6号。

50 public int PlayNum { get; set; }-*每次游戏丢PlayNum 次手绢*-

又假设关键数（要数的那个数）m=3,那么第一轮出局的将会是表头下一个的下一个（表头的第三个），如图所示：

std::cout"The link is must be longer than 1"endl;

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。

--总共有13人，从第1位开始报数，每隔两位踢出1个。?

{f(1)=0f(n)=(f(n?1)+m)%nbegin{cases}f(1) = 0f(n) = (f(n-1)+m)%nend{cases}{f(1)=0f(n)=(f(n?1)+m)%n?