经典问题之约瑟夫问题_C语言实现

<约瑟夫问题>

1.问题简述

约瑟夫问题也叫做约瑟夫环,是一个数学应用问题。

已知有n个人(分别编号为1,2,3…n)围坐成一圈,从第一个人开始报数,报到数m的人出圈;再从下一个人开始重新报数,报到m的人出圈;直至剩下最后一个人的时候游戏结束。输出剩下的人的原始编号。

2.问题思考

我们要解决的问题:

  • 报到m的人出圈,如何表示出圈?
  • 解决了表示出圈,那如何出圈呢?是采用其他标号前移保证数组的连续,还是采用设定状态标志的方法呢?
  • 数组是线性的,怎么将其连成一个圈?

3.两种可选择的实现方式

方式一:

方法: 首先找到每轮报数中应该出圈人(报到m的人)的位置,出圈一人后,依次将后面的标号前移,以此循环,直至剩下最后一人。

注意: 每个人原始编号的记录、出圈人在数组中的位置的寻找、移动后面的人…

具体代码如下:

#include <stdio.h>
#define N 100
int main()
{
    
    
   int n,m=3,s=1;//n:总人数,m:报数值,s报数人的起始编号 
   scanf("%d",&n);
   int a[N] = {
    
    0};//数组初始化
   int i,j;
    for(i = 0; i < n; i++)//数组遍历
 {
    
    
      a[i] = i+1; //i是数组的位置量,a[i]是每个人的原始编号(从1开始) 
 }
 i=s-1;   //数组的起点(0) 
 while (n > 1)
   {
    
        
       i = (i+m-1) % n;   //出圈的人在数组中的位置 
     for(j = i+1; j < n; j++)
     {
    
    
         a[j-1] = a[j];
     }
     n--;  //出局1人后,总人数-1 
     if(i == n)  //终点后,开始起点(围成一个圈) 
     {
    
    
         i = 0;
     }
 }
   printf("%d\n", a[i]);//输出留下的人的原始编号 
  
   return 0;
}
方式二:

方法: 设置一个报数的量count,每有一人出圈后将count置为0,将每次出圈的人不参与之后的报数,然后出圈人的下一个人从1开始继续报数;

注意: 因为每出圈一个人后总人数要-1,为防止原始数据n被破坏,用了一个x来代替n进行变化。输出原始编号的时候,只要找到数组中谁不是0就好了~
ps:方法一也可以采用count报数的方法来找出圈人的位置噢~

具体代码如下:

#include <stdio.h>
#define N 50
 
int main()
{
    
    
    int a[N], m, n, x, i, count = 0;
    printf("Please input n m:\n");
    scanf("%d %d", &n, &m);    //输入总人数n和出局要报的数m
 
    x = n;     //把n赋给x,防止使用时n被修改
 
    for (i = 1; i <= n; i++) //数组遍历,此时在数组中的位置就是人原来的编号
    {
    
    
        a[i] = i;
    }
 
    while(x>1)
    {
    
    
     for (i = 1; i <= n; i++) 
        {
    
    
            if (a[i] != 0)      //判断是否出圈,已经出局的就不用报数了
            {
    
    
                count++;        //报数 
            }
            if (count == m) 
            {
    
    
                a[i] = 0;      //出圈的人置为0,而后不参与报数
                count = 0;
                x--;           //出圈一个,总人数减1
            }
        }
    }       //循环结束后,出圈的人都已经被置为0,留下唯一一个人 
    for (i = 1; i <= n; i++)
    if(a[i]!=0)
    printf("%d ",i);    //输出留下的人的原始编号 
    
    return 0;
}

TIP:约瑟夫问题还可以采用 递归链表 的方式解决。

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