17 約瑟夫排列

說明:據說着名猶太歷史學家 Josephus有過以下的故事:在羅馬人佔領喬塔帕特後,39 個猶太人與Josephus及他的朋友躲到一個洞中,39個猶太人決定寧願死也不要被敵人到,於是決定了 一個自殺方式,41個人排成一個圓圈,由第1個人 開始報數,每報數到第3人該人就必須自殺, 然後再由下一個重新報數,直到所有人都自殺身亡爲止。 

然而Josephus 和他的朋友並不想遵從,Josephus要他的朋友先假裝遵從,他將朋友與自己安排 在第16個與第31個位置,於是逃過了這場死亡遊戲。 

解法:約瑟夫問題可用代數分析來求解,將這個問題擴大好了,假設現在您與m個朋友不幸參與了這個遊戲,您要如何保護您與您的朋友?只要畫兩個圓圈就可以讓自己與朋友免於死亡遊戲,這兩個圓圈內圈是排列順序,而外圈是自殺順序,如下圖所示:

使用程式來求解的話,只要將陣列當作環狀來處理就可以了,在陣列中由計數1開始,每找到三 個無資料區就填入一個計數,直而計數達41爲止,然後將陣列由索引1開始列出,就可以得知每 個位置的自殺順序,這就是約瑟夫排列,41個人而報數3的約琴夫排列如下所示: 

14 36 1 38 15 2 24 30 3 16 34 4 25 17 5 40 31 6 18 26 7 37 19 8 35 27 9 20 32 10 41 21 1128 39 12 22 33 13 29 23 

由上可知,最後一個自殺的是在第31個位置,而倒數第二個自殺的要排在第16個位置,之前的 人都死光了,所以他們也就不知道約琴夫與他的朋友並沒有遵守遊戲規則了。

***************程序*********************

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 41
#define M 3

int main(void){
      int man[N] = {0};
      int count = 1;
      int i = 0, pos = - 1;
      int alive = 0;

     while(count<= N) {

         do {
              pos = (pos+1)% N; // 環狀處理
             if(man[pos] == 0)
                   i++;
             if(i == M){ // 報數爲3了
                  i = 0;
                 break; 
             }
         } while(1);

       man[pos] = count;
       count++;
   }

   printf("\n約琴夫排列:");

   for(i = 0; i < N; i++)
       printf("%d ", man[i]);
       printf("\n\n您想要救多少人?");
       scanf("%d",&alive);

       printf("\nL表示這%d人要放的位置:\n",alive);
       for(i = 0; i < N; i++){
            if(man[i] <=(N-alive)) 
                  printf("D");
           else 
                 printf("L");

           if((i+1)% 5 == 0) 
                printf(" ");
        }

       printf("\n");
      return 0;
}

 

*************************END********************************

 

 

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