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用「模拟」和「约瑟夫环」找寻游戏胜者
后端
2023-10-26 19:53:28
在「1823. 找出游戏的获胜者」问题中,有 $n$ 位小伙伴围成一圈玩游戏。游戏规则如下:
1. 从第 $1$ 位小伙伴开始,顺时针报数。
2. 报到第 $k$ 个数的小伙伴出局。
3. 出局后,从下一位小伙伴继续报数,重复步骤 1 和 2。
我们的目标是找到游戏中最后一个出局的小伙伴,也就是游戏的获胜者。
## 「模拟」方法
「模拟」方法很简单,我们直接模拟游戏过程即可。
```python
def find_the_winner(n, k):
"""
:type n: int
:type k: int
:rtype: int
"""
# 创建一个队列来存储小伙伴
queue = list(range(1, n + 1))
# 模拟游戏过程
while len(queue) > 1:
# 报数到第 k 个小伙伴出局
for _ in range(k - 1):
queue.append(queue.pop(0))
queue.pop(0)
# 返回最后一个出局的小伙伴
return queue[0]
```
## 「约瑟夫环」方法
「约瑟夫环」方法是一种数学方法,可以快速计算出游戏获胜者的位置。
设 $f(n, k)$ 为 $n$ 个小伙伴中,报到第 $k$ 个数出局的小伙伴的位置。根据「约瑟夫环」公式,我们可以得到:
```
f(n, k) = (f(n - 1, k) + k) % n
```
其中:
* $f(n - 1, k)$ 为 $n - 1$ 个小伙伴中,报到第 $k$ 个数出局的小伙伴的位置。
* $k$ 为报数的间隔。
* $n$ 为小伙伴的总数。
我们可以使用此公式递归计算出 $f(n, k)$,从而找到游戏获胜者的位置。
```python
def find_the_winner(n, k):
"""
:type n: int
:type k: int
:rtype: int
"""
# 递归出口
if n == 1:
return 1
# 递归计算
return (find_the_winner(n - 1, k) + k) % n + 1
```
## 总结
「模拟」和「约瑟夫环」都是解决「1823. 找出游戏的获胜者」问题的有效方法。其中,「模拟」方法简单易懂,而「约瑟夫环」方法计算效率更高。