約瑟夫問題最初是一段古老的故事,講述了一個圍繞圓桌的人群,每次輪到一人,順時針方向數m個人后,該人出局。最后剩下的人獲勝。在現實生活中,我們可能面對類似場景,比如說公園里玩“接力跑”,坐在圓桌前的朋友們決定用這個問題來決定誰要買晚餐。
現在,我們將使用Python編寫一個暴力求解約瑟夫問題的程序,它接受兩個參數:參與者數量n和每次循環中出局者編號m。
def josephus(n, m): # 創建一個由n個元素的列表,每個元素代表一個參與者 circle = [i+1 for i in range(n)] # 初始化起始索引、計數器和出局者列表 index = 0 count = 0 out = [] # 只有一人留下時結束循環,返回出局者列表 while len(circle) >1: # 計數器加一 count += 1 # 如果計數器是m的倍數,則相應的參與者出局 if count % m == 0: # 將出局者添加到出局者列表中 out.append(circle[index]) # 從圓圈中刪除出局者 circle.pop(index) # 索引位置不變,因為圓圈在出局者之后縮小了 else: # 如果計數器不是m的倍數,則繼續向前移動索引位置 index = (index + 1) % len(circle) # 返回最后留下的參與者和出局者列表 return (circle[0], out)
在這段代碼中,我們使用了一個列表來表示參與者圓圈。在每次循環中,我們檢查當前計數器是否是m的倍數,如果是,我們將相應的參與者出局并添加到出局者列表中。在出局后,我們繼續從當前索引位置向前移動。如果計數器不是m的倍數,我們則只需將索引位置向前移動。
現在,我們可以使用josephus()函數來解決任何約瑟夫問題了。
# 解決一個100人的約瑟夫問題,每次循環數3人 winner, outlist = josephus(100, 3) print("獲勝者是:", winner) print("出局者列表:", outlist)
在這個例子中,我們使用了一個具有100個參與者的圓圈,每次循環從中選出3位出局。程序將返回最后剩下的獲勝者和出局者列表。