孩子们的游戏(圆圈中最后剩下的数)

题目描述

每年六一儿童节,NowCoder都会准备一些小礼物去看望孤儿院的小朋友,今年亦是如此。HF作为NowCoder的资深元老,自然也准备了一些小游戏。其中,有个游戏是这样的:首先,让小朋友们围成一个大圈。然后,他随机指定一个数m,让编号为0的小朋友开始报数。每次喊到m的那个小朋友要出列唱首歌,然后可以在礼品箱中任意的挑选礼物,并且不再回到圈中,从他的下一个小朋友开始,继续0…m-1报数….这样下去….直到剩下最后一个小朋友,可以不用表演,并且拿到NowCoder名贵的“名侦探柯南”典藏版(名额有限哦!!^_^)。请你试着想下,哪个小朋友会得到这份礼品呢?

思路一:
用数组保存是否出圈的状态,在圈内为1,出圈为0。

public int LastRemaining_Solution(int n, int m) {
    if(n == 0) return -1;
    int[] flag = new int[n];
    for(int i=0; i<n; i++){
        flag[i] = 1;
    }
    int len = n;
    int tmp = 0;
    for(int i=0; i<n;){
        if(len == 1) break;
        if(flag[i] == 1)
            tmp++;
        if(flag[i] == 1 && tmp == m){
            len--;
            flag[i] = 0;
            tmp = 0;
        }
        i = (i+1)%n;
    }
    int res = 0;
    for(int i=0; i<n; i++){
        if(flag[i] == 1){
            res = i;
            break;
        }
    }
    return res;
}

思路二:
约瑟夫问题来解决。
如果只求最后一个报数胜利者的话,我们可以用数学归纳法解决该问题,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 –> 0
k+1 –> 1
k+2 –> 2


k-2 –> n-3
k-1 –> n-2
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。
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[1]=0;
f[i]=(f[i-1]+m)%i; (i>1)
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。

public int LastRemaining_Solution(int n, int m) { 
    if(n==0) return -1;

   int s=0;
   for(int i=2;i<=n;i++){
       s=(s+m)%i;
   }
   return s;
}

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