报数退出游戏

题目信息

有n个人围成一圈,顺序排号。从第一个人开始报数(从1到3报数),凡报到3的人退出圈子,问最后留下的是原来第几号的那位。

题解

这个题目比较经典,也被成为约瑟夫环问题,有兴趣的朋友可以去搜搜约瑟夫环。

做一个简单的示例,取10个人来报数,然后退出

数组位置对照10人报出退出问题

从上面的示例,可以看出:

  1. 定义初始数组,数组位置初始值为0
  2. 报数器只在值为0的位置报数
  3. 报数器报到3时,修改位置值为1,剩余人数减1
  4. 循环报数,在剩余人数为1时退出
  5. 数组循环至末尾时,数组位置置0
  6. 如果循环到的位置值不为0,位置加1后移
  7. 循环退出时,打印数组,输出值为0的位置

编码

数组实现

根据上面的题解分析,利用数组来实现该算法

	/**
	 * 报数退出
	 * @param m 总人数
	 * @param n 报到n时退出
	 */
	public static void reportNumber(int m, int n) {
		// 初始化数组长度为m,初始化报数器speaker为0
		int[] arr = new int[m];
		int speaker = 0;
		
		// 初始化剩余人数left为m,数组元素位置arrLocation为0
		int left = m;
		int arrLocation = 0;
		
		// 循环数组,报数,剩余人数为1时退出
		while (left > 1) {
			if (arr[arrLocation] == 0) {
				// 数组位置为0时,报数
				speaker++;
				
				// 报到n时,报数器speaker置0
				// 数组位置值修改为1,剩余人数left减1
				if (speaker == n) {
					speaker = 0;
					arr[arrLocation] = 1;
					left--;
				}
				
				// 完成当次报数后,位置加1
				// 若数组位置值为数组长度时,说明到了数组末尾,将位置置0,开启新一轮的循环
				arrLocation++;
				if (arrLocation == m) {
					arrLocation = 0;
				}
			} else {
				// 数组位置不为0时,直接移动位置;
				// 若数组位置值为数组长度时,说明到了数组末尾,将位置置0,开启新一轮的循环
				arrLocation++;
				if (arrLocation == m) {
					arrLocation = 0;
				}
			}
		}
		
		for (int i=0; i<arr.length; i++) {
			if (arr[i] == 0) {
				System.out.println(i+1);
			}
		}
	}

上面实现的是剩余最后一个人,若题目稍作修改,将剩余1人修改为人数小于n,则将while条件中 left > 1修改为left > n即可。

list实现

list实现方式与数组类似,略有不同,如下

	/**
	 * 报数退出
	 * @param m 总人数
	 * @param n 报到n时退出
	 */
	public static void reportNumberList(int m, int n) {
		// 初始化list,list置每个位置初始值
		List<Integer> list = new ArrayList<>();
		for (int i=0; i<m; i++) {
			list.add(i+1);
		}
		
		// 初始化报数器speaker为0
		int speaker = 0;
		
		// 初始化list元素位置arrLocation为0
		int arrLocation = 0;
		
		// 循环list,报数,剩余1个人时退出
		while (list.size() > 1) {
			// 报数
			// 同数组实现不同,list中将报到为n的位置直接删除了
			speaker++;
			
			// 报到n时,报数器speaker置0
			// 删除list该位置的元素
			if (speaker == n) {
				speaker = 0;
				list.remove(arrLocation);
				
				// 若数组位置值为list长度,说明到了list末尾,将位置置0,开启一次新的循环
				if (arrLocation == list.size()) {
					arrLocation = 0;
				}
			} else {
				// 完成当次报数后,位置加1
				// 若数组位置值为list长度,说明到了list末尾,将位置置0,开启一次新的循环
				arrLocation++;
				if (arrLocation == list.size()) {
					arrLocation = 0;
				}
			}
		}
		
		System.out.println(list.get(0));
	}

代码测试

	public static void main(String[] args) {
		reportNumber(10, 3);
		reportNumberList(10, 3);
		
		reportNumber(100, 3);
		reportNumberList(100, 3);
	}

4
4
91
91

测试发现,10个人时,最后剩余人位置为4,与题解分析相同;100人时,最后剩余人位置为91

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