约瑟夫环

描述:

这个问题是以弗拉维奥·约瑟夫命名的,他是1世纪的一名犹太历史学家。他在自己的日记中写道,他和他的40个战友被罗马军队包围在洞中。他们讨论是自杀还是被俘,最终决定自杀,并以抽签的方式决定谁杀掉谁。约瑟夫斯和另外一个人是最后两个留下的人。约瑟夫斯说服了那个人,他们将向罗马军队投降,不再自杀。约瑟夫斯把他的存活归因于运气或天意,他不知道是哪一个。 —— 【约瑟夫问题】

解法:参考 Sweetiee的LeetCode题解
因为数据是放在数组里,所以我在数组后面加上了数组的复制,以体现是环状的。我们先忽略图片里的箭头:
约瑟夫环_第1张图片
很明显我们每次删除的是第 m 个数字,都标红了。

第一轮是 [0, 1, 2, 3, 4] ,所以是 [0, 1, 2, 3, 4] 这个数组的多个复制。这一轮 2 删除了。

第二轮开始时,从 3 开始,所以是 [3, 4, 0, 1] 这个数组的多个复制。这一轮 0 删除了。

第三轮开始时,从 1 开始,所以是 [1, 3, 4] 这个数组的多个复制。这一轮 4 删除了。

第四轮开始时,还是从 1 开始,所以是 [1, 3] 这个数组的多个复制。这一轮 1 删除了。

最后剩下的数字是 3。

图中的绿色的线指的是新的一轮的开头是怎么指定的,每次都是固定地向前移位 mm 个位置。

然后我们从最后剩下的 3 倒着看,我们可以反向推出这个数字在之前每个轮次的位置。

最后剩下的 3 的下标是 0。

第四轮反推,补上 mm 个位置,然后模上当时的数组大小 22,位置是(0 + 3) % 2 = 1。

第三轮反推,补上 mm 个位置,然后模上当时的数组大小 33,位置是(1 + 3) % 3 = 1。

第二轮反推,补上 mm 个位置,然后模上当时的数组大小 44,位置是(1 + 3) % 4 = 0。

第一轮反推,补上 mm 个位置,然后模上当时的数组大小 55,位置是(0 + 3) % 5 = 3。

所以最终剩下的数字的下标就是3。因为数组是从0开始的,所以最终的答案就是3。

总结一下反推的过程,就是 (当前index + m) % 上一轮剩余数字的个数。

题目描述:剑指 Offer 62. 圆圈中最后剩下的数字

0,1,···,n-1这n个数字排成一个圆圈,从数字0开始,每次从这个圆圈里删除第m个数字(删除后从下一个数字开始计数)。求出这个圆圈里剩下的最后一个数字。

例如,0、1、2、3、4这5个数字组成一个圆圈,从数字0开始每次删除第3个数字,则删除的前4个数字依次是2、0、4、1,因此最后剩下的数字是3。

限制:
1 <= n <= 10^5
1 <= m <= 10^6

示例 1:
输入: n = 5, m = 3
输出: 3

示例 2:
输入: n = 10, m = 17
输出: 2

代码如下:

class Solution {
     
    public int lastRemaining(int n, int m) {
     
        int ans = 0;
        // 最后一轮剩下2个人,所以从2开始反推
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
     
            ans = (ans + m) % i;
        }
        return ans;
    }
}

执行结果:
约瑟夫环_第2张图片

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