約瑟夫問題（Josephus problem）

約瑟夫問題（有時也稱為約瑟夫斯置換，是乙個出現在電腦科學和數學中的問題。在計算機程式設計的演算法中，類似問題又稱為約瑟夫環。又稱「丟手絹問題」.）

17世紀的法國數學家加斯帕在《數目的遊戲問題》中講了這樣乙個故事：15個教徒和15 個非教徒在深海上遇險，必須將一半的人投入海中，其餘的人才能倖免於難，於是想了乙個辦法：30個人圍成一圓圈，從第乙個人開始依次報數，每數到第九個人就將他扔入大海，如此迴圈進行直到僅餘15個人為止。問怎樣排法，才能使每次投入大海的都是非教徒。

約瑟夫問題並不難，但求解的方法很多；題目的變化形式也很多。這裡給出一種實現方法。

題目中30個人圍成一圈，因而啟發我們用乙個迴圈的鏈來表示，可以使用結構陣列來構成乙個迴圈鏈。結構中有兩個成員，其一為指向下乙個人的指標，以構成環形的鏈；其二為該人是否被扔下海的標記，為1表示還在船上。從第乙個人開始對還未扔下海的人進行計數，每數到9時，將結構中的標記改為0，表示該人已被扔下海了。這樣迴圈計數直到有15個人被扔下海為止。

約瑟夫問題是個有名的問題：n個人圍成一圈，從第乙個開始報數，第m個將被殺掉，最後剩下乙個，其餘人都將被殺掉。例如n=6，m=5，被殺掉的順序是：5，4，6，2，3，1。

分析：（1）由於對於每個人只有死和活兩種狀態，因此可以用布林型陣列標記每個人的狀態，可用true表示死，false表示活。

（2）開始時每個人都是活的，所以陣列初值全部賦為false。

（3）模擬殺人過程，直到所有人都被殺死為止。

無論是用鍊錶實現還是用陣列實現都有乙個共同點：要模擬整個遊戲過程，不僅程式寫起來比較煩，而且時間複雜度高達o(nm），當n，m非常大（例如上百萬，上千萬）的時候，幾乎是沒有辦法在短時間內出結果的。我們注意到原問題僅僅是要求出最後的勝利者的序號，而不是要讀者模擬整個過程。因此如果要追求效率，就要打破常規，實施一點數學策略。

為了討論方便，先把問題稍微改變一下，並不影響原意：

問題描述：n個人（編號0~(n-1）），從0開始報數，報到（m-1）的退出，剩下的人繼續從0開始報數。求勝利者的編號。

我們知道第乙個人（編號一定是（m-1）mod n) 出列之後，剩下的n-1個人組成了乙個新的約瑟夫環（以編號為k=m mod n的人開始）：

k k+1 k+2 ... n-2,n-1,0,1,2,... k-2並且從k開始報0。

我們把他們的編號做一下轉換：

k --> 0

k+1 --> 1

k+2 --> 2

......

k-2 --> n-2

變換後就完完全全成為了（n-1）個人報數的子問題，假如我們知道這個子問題的解：例如x是最終的勝利者，那麼根據上面這個表把這個x變回去不剛好就是n個人況的解嗎？！！變回去的公式很簡單，相信大家都可以推出來：x'=(x+k) mod n

如何知道（n-1）個人報數的問題的解？對，只要知道（n-2）個人的解就行了。（n-2）個人的解呢？當然是先求（n-3）的情況 ---- 這顯然就是乙個倒推問題！好了，思路出來了，下面寫狀態：

令f表示i個人玩遊戲報m退出最後勝利者的編號，最後的結果自然是f[n]

遞推公式

f[1]=0;

f[i]=(f[i-1]+m) mod i; (i>1）

有了這個公式，我們要做的就是從1-n順序算出f的數值，最後結果是f[n]。因為實際生活中編號總是從1開始，我們輸出f[n]+1

由於是逐級遞推，不需要儲存每個f，程式也是異常簡單！

約瑟夫問題 約瑟夫環

約瑟夫 問題 有時也稱為約瑟夫斯置換，是乙個出現在電腦科學和數學中的問題。在計算機程式設計的演算法中，類似問題又稱為約瑟夫環。又稱 丟手絹問題 據說著名猶太歷史學家 josephus有過以下的故事 在羅馬人占領喬塔帕特後，39 個猶太人與josephus及他的朋友躲到乙個洞中，39個猶太人決定寧願死...

約瑟夫問題 約瑟夫環

約瑟夫問題 有時也稱為約瑟夫斯置換，是乙個出現在電腦科學和數學中的問題。在計算機程式設計的演算法中，類似問題又稱為約瑟夫環。又稱 丟手絹問題 據說著名猶太歷史學家 josephus有過以下的故事 在羅馬人占領喬塔帕特後，39 個猶太人與josephus及他的朋友躲到乙個洞中，39個猶太人決定寧願死也...

約瑟夫問題

這是17世紀的法國數學家加斯帕在 數目的遊戲問題 中講的乙個故事 15個教徒和15 個非教徒在深海上遇險，必須將一半的人投入海中，其餘的人才能倖免於難，於是想了乙個辦法 30個人圍成一圓圈，從第乙個人開始依次報數，每數到第九個人就將他扔入大海，如此迴圈進行直到僅餘15個人為止。問怎樣排法，才能使每次...