问题描述:
约瑟夫环是一个数学的应用问题:已知n个人(以编号1,2,3…n分别表示)围坐在一张圆桌周围。由第一个人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依此规律重复下去,直到最后剩下一个人。 一般的思路就是通过一个count计数的方法,循环遍历链表,逐一删除。但是这样的方法时间复杂度要有O(n×m),(总共要删除n-1个数,每删除一个需要遍历m次)。那有没有什么办法直接就找到我们需要删除的那个节点呢,比如给你链表1→2→3→4→5→1,这是环状链表。如果m=3的话,最后留下的是第4个节点。这里我们就需要借用数学的方式来进行推到公式,利用递归的方式求解了。 递归求解思路: (我通过递归的方式,返回需要删除第几个节点,所以,节点编号从1开始,返回的也是第几个节点) 第一次删除第m个节点很简单,就是m%n的那个节点,但是第二次删除节点就有点困难了,为什么,因为,你需要从第m+1的节点重新从1开始数,数到第m个节点再次删除。其实,不知道你们有没有发现,其实第二次开始数的第1个节点,就是上一次的m+1号节点。所以前一个链表节点和后一个链表节点对应的编号关系就是: oldNum=(newNum+m-1)%(当前节点数)+1 (1) 下面从图片分析下:根据公式(1)的关系,你就可以由新链表找到对应就链表的编号位子了。当链表中由i个节点时,编号对应的公式是:num(i) = (num(i-1)+m-1)%i +1;
(如果链表从0开始编号的话,那么公式就是num(i) = (num(i-1)+m)%i ),返回的是下标值,且最后num(1) = 0;)代码实现:
public class JosephusProblem { //链表节点类 public static class Node { public int value; public Node next; public Node(int data) { this.value = data; } } public static Node josephusKill2(Node head, int m) { if (head == null || head.next == head || m < 1) { return head; } Node cur = head.next; int tmp = 1; // 表示链表长度 /* *计算链表长度 */ while (cur != head) { tmp++; cur = cur.next; } tmp = getLive(tmp, m); // 返回链表中应该删除的那个值位置 while (--tmp != 0) { head = head.next; } head.next = head; return head; } public static int getLive(int i, int m) { if (i == 1) { //如果从0开始编号的话,此处return 0 return 1; } //如果从0开始编号的话,此处(getLive(i - 1, m) + m) % i,返回的就是下标值,比如从1开始,返回的是4,而从0开始,返回的是3 return (getLive(i - 1, m) + m - 1) % i + 1;//这个就是上述公式实现 }}
参考文献: