圆圈中最后剩下的数字

本文探讨了约瑟夫环问题,通过环形链表模拟游戏过程,介绍了一种高效求解圆圈中最后一个剩余数字的方法。利用递归公式f(n,m)=[f(n-1,m)+m]%n简化计算,避免了直接模拟带来的复杂度。

题目: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。求出这个圆圈里剩下的最后一个数字。
比较直观的思路就是模拟游戏的过程,题目中说到圆圈而且要经常删除元素,因此容易想到用环形链表,
但是Java内置的数据结构中没有环形链表,那么只好当遍历到链表末尾时转到链表头部。
举个简单的例子{0, 1, 2, 3, 4}和m = 3。从0开始第一个被删除的将是2,然后圆圈里剩下{0,1, 3, 4},
接下来从3开始计数,那么下一个被删除的将是0(注意这里到链表末尾所以转到了链表头),
然后圆圈里剩下{1, 3, 4}从1开始计数下一个被删除的是4,现在圆圈里剩下{1, 3},从下一个元素1开始计数,
将被删除的元素是1,最后圆圈只剩下3了。 *
遍历到链表尾部需要转到链表头部,对于这个操作,可以设置一个整数p,表示链表中某元素的下标,
每走一步p自增,走到链表尾部时(即p和链表长度相等),将该指针值置为0表示回到链表头部;
同样如果删除的正好是链表的最后一个元素,下一个开始计数的应该是链表头部,所以这种情况下也要将p置为0。

private static int numCircle1(int[] a, int num) {
    ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();
    for(int i=0;i<a.length;i++){
        list.add(a[i]);
    }
    int p=0;
    while(list.size()>1){
        for(int i=1;i<num;i++){//因为是向后数num个数字,所以向后num-1个
            p++;
            if(p==list.size()){
                p=0;
            }
        }
        list.remove(p);
        if(p==list.size()){
            p=0;
        }
    }
    return list.get(0);
}

f(n, m) = [f(n-1, m) + m] % n ,n > 1
且恒有f(1, m) = 0, n = 1,因为如果只有一个数(这个数是0),那么无需删除,最后一个剩下的数就是它。
既然知道了f(1,m)f(1, m)f(1,m)根据上式就能求出f(2,m)f(2, m)f(2,m),以此类推,只需一个循环就能求出f(n,m)f(n, m)f(n,m)

    public static  void numCircle(int a[],int m){
        if(a.length==0||a==null){
            return;
        }
        int f=0;
        for(int i=2;i<=a.length;i++){
            f=(f+m)%i;
        }
        System.out.println(a[f]);
    }

好的,针对你的问题,我可以给出一个使用动态规划求解圆圈最后剩下数字的思路和 Golang 代码实现。 思路: 我们可以使用一个长度为 n 的组来表示圆圈中所有数字的状态,即组中第 i 个位置的表示圆圈中第 i 个数字当前的状态,0 表示该数字已经被删除,1 表示该数字仍然存在。 接着,我们可以使用一个指针来表示当前删除数字的位置,初始值为 0。每次从当前位置开始,依次找到下一个未被删除的数字,并将指针指向该数字的位置。然后将该数字删除(即将其对应的组元素置为 0),并将指针向后移动 m 个位置,即跳过 m-1 个被删除的数字。重复上述步骤,直到剩下最后一个数字最后一个数字即为最后一个被删除的数字的下一个数字,也就是指针当前所指向的数字。 Golang 代码实现: ```go func LastRemaining(n int, m int) int { nums := make([]int, n) for i := 0; i < n; i++ { nums[i] = 1 } ptr := 0 for count := n; count > 1; count-- { step := (m - 1) % count for i := 0; i < step; i++ { for nums[ptr] == 0 { ptr = (ptr + 1) % n } ptr = (ptr + 1) % n } for nums[ptr] == 0 { ptr = (ptr + 1) % n } nums[ptr] = 0 } for i := 0; i < n; i++ { if nums[i] == 1 { return i } } return -1 } ``` 在上面的代码中,我们首先创建一个长度为 n 的组 nums,并将其中所有元素初始化为 1,表示圆圈中所有数字都存在。 接着,我们使用一个指针 ptr 来表示当前删除数字的位置,初始值为 0。 在每次循环中,我们先计算出 m 对当前剩余数字 count 取模的结果 step,表示指针需要向后移动的距离。 然后,我们依次将指针向后移动 step 个位置,跳过被删除的数字最后,我们将指针指向当前第 m 个未被删除的数字,并将其删除。 重复上述步骤,直到圆圈中只剩下一个数字。最终,我们返回最后一个未被删除的数字的下标。 希望这个回答能够帮到你,如果还有什么疑问,请随时提出。
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