PTA7-28 猴子选大王(约瑟夫环)

博客围绕猴子选猴王问题展开,该问题是让N只猴子围成圈报数,报到3的退出,最后剩下的为猴王。介绍了输入输出格式及样例,作者最初想用循环链表但考虑复杂度想用C语言实现,还补充了一种可理解的算法并给出解析。

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一群猴子要选新猴王。新猴王的选择方法是:让N只候选猴子围成一圈,从某位置起顺序编号为1~N号。从第1号开始报数,每轮从1报到3,凡报到3的猴子即退出圈子,接着又从紧邻的下一只猴子开始同样的报数。如此不断循环,最后剩下的一只猴子就选为猴王。请问是原来第几号猴子当选猴王?

输入格式:

输入在一行中给一个正整数N(≤1000)。

输出格式:

在一行中输出当选猴王的编号。

输入样例:

11

输出样例:

7

记录该题的原因是在网上看到一个异常巧妙的解法: (来源:“https://blog.youkuaiyun.com/s136424/article/details/78697000” && https://www.cnblogs.com/cmmdc/p/7216726.html && https://blog.youkuaiyun.com/yanweibujian/article/details/50876631

    #include<stdio.h>
    int main()
    {
    	int n,i,sum=0;
    	scanf("%d",&n);
    	for(i=2;i<=n;i++) sum=(sum+3)%i;
    	printf("%d",sum+1);
    	return 0;
    }

我最初的想法是用循环链表,但感觉这道题还不至于用到数据结构的知识,而且循环链表时间复杂度很糟糕,所以想用C语言实现。

第一次接触约瑟夫环问题,也可能是时间间隔太远忘记了。本题不再自己写代码。

补充一种我能够理解的算法:(来源:https://blog.youkuaiyun.com/qq_26570353/article/details/51050685

#include<stdio.h>

int main()
{
	int i, j, k, temp;
	int monkey[1001];//总数不能大于1000
	unsigned int n;
	scanf("%d", &n);//输入猴子总数
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		monkey[i] = i + 1;//给猴子排序,站成一排
	}
	for (i = n - 1; i >= 0; i--)
	{
		for (k = 1; k <= 3; k++)//
		{
			temp = monkey[0];
			for (j = 0; j < i; j++)
			{
				monkey[j] = monkey[j + 1];
			}
			monkey[i] = temp;
		}
	}
	printf("%d", monkey[0]);//数组头就是猴王
	return 0;
}

该方法解析如下:

              0 1 2 3 4 5 6 7 8

原序列:1 2 3 4 5 6 7 8 9

新序列:2 3 4 5 6 7 8 9 1

              3 4 5 6 7 8 9 1 2

              4 5 6 7 8 9 1 2 3       3为第一个退出的数字

新一轮:5 6 7 8 9 1 2 4 3

              6 7 8 9 1 2 4 5 3

              7 8 9 1 2 4 5 6 3     6退出

继续进行循环,最后数组0号里的数字即为所求。

 

 

### 解题思路 猴子大王问题本质上是一个经典的约瑟夫环问题。在PTA平台上,使用Java实现该问题的解决方案通常采用递归或迭代的方式进行模拟。以下为解题思路的详细说明: 1. **问题描述**:给定N只猴子围成一圈,从第1只开始报数,每轮从1报到M,凡报到M的猴子退出圈子,直到最后剩下一只猴子为止。 2. **核心算法**:可以使用递归或迭代方法解决。递归方法通过不断缩小问题规模来求解,而迭代方法则从前向后逐步计算每一轮中猴子位置变化[^3]。 3. **关键点**: - 使用一个变量`flag`表示当前轮次中猴王的序号。 - 每一轮中,`flag`更为`(flag + M) % i`,其中`i`表示当前轮次剩余的猴子数量。 - 最终输出的猴王编号需要加1,因为数组索引从0开始,而题目要求编号从1开始。 以下是Java实现代码示例: ```java import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); int n = sc.nextInt(); // 猴子总数 int m = 3; // 每轮报数的步长(固定为3) int flag = 0; // 倒推,已知最后一轮猴大王编号为0,推得倒数第二轮,倒数三轮...一直到初始位置 for (int i = 2; i <= n; ++i) { // 这里的i就相当于递归中的n, m为固定的报数步长 flag = (flag + m) % i; // flag表示约瑟夫环操作后最后一只猴子的序号 } System.out.println(flag + 1); // 因为序号是从1开始的,所有要加一 } } ``` ### 代码解析 - **输入处理**:通过`Scanner`类读取用户输入的猴子总数`n`。 - **核心逻辑**:利用循环从前向后计算每一轮中猴王的序号。公式`flag = (flag + m) % i`确保了动态调整剩余猴子的数量,并正确计算出最终猴王位置- **输出结果**:由于数组索引从0开始,而题目要求编号从1开始,因此最终输出时需要对结果加1。 ### 注意事项 - 输入的猴子总数`n`必须为正整数。 - 报数步长`m`在引用中固定为3,但可以根据需求灵活调整。 - 如果`n`较大,需注意性能优化,避免不必要的计算开销。
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