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约瑟夫环问题的动态规划解法

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有N个人围成一个环形(编号为1至N),从第一个人开始依次报数,当数到K时,该人将被淘汰,随后其余人继续从1开始报数。最终剩余者的编号是多少?
举例说明:当N =3,K =2时,首先2号被淘汰,接着是1号,最终剩下的是3号。

解决思路:
初步设想可通过直接模拟过程实现,但其时间复杂度为O(nk),在数据规模较大时容易出现超时现象。因此可采用递推的策略进行优化。

  1. 将编号范围由1n调整为0n-1,便于后续计算处理。
  2. 在首次淘汰者离开后,剩余人员的编号依次为k, k+1, ..., n-1, 0, 1, ..., k-2。通过映射关系可以将其转换为0~n-2的范围,并发现存在如下递推关系式:f(N) = (f(N-1)+k) % N。
  3. 对于任意i来说,其对应的递推公式为:f(i) = (f(i-1)+k) % i。
  4. 初始条件设定为f(0) =0。
  5. 在计算过程中仅保留当前结果变量即可完成计算过程,从而将空间复杂度由O(n)降低至O(1)。
复制代码
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main(int argc, char const *argv[])
    {
    int n, 

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