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Python实现约瑟夫环

一、约瑟夫环 Python 代码猴子

“约瑟夫问题”又称为“约瑟夫环”,是一个经典问题。该问题的传说起源于古代公元1世纪的犹太历史学家约瑟夫·弗拉维奥(Flavius Josephus)在自己和其他39个犹太人被罗马军队包围时想到的数学问题。在这个问题中,有n个人站成一圈,从第一个开始报数,报到m的人出圈,再由下一个人重新从1开始报数,报到m的人再出圈,以此类推,直到所有人都出圈为止。需要按照出圈的顺序输出每个人的编号。下面是使用 Python 实现约瑟夫环的代码。

def josephus(n, m):
    if n == 1:
        return 1
    return (josephus(n - 1, m) + m - 1) % n + 1

n = 5
m = 2
print("The chosen place is", josephus(n, m))

二、约瑟夫环 Python 代码及注释

以上代码实现了约瑟夫环的求解过程。以下是代码的详细解释。

def josephus(n, m):
    # 当只剩下一个人时停止报数
    if n == 1:
        return 1
    # 使用递归得到每轮中的胜者编号
    return (josephus(n - 1, m) + m - 1) % n + 1

n = 5   # n 个人
m = 2   # 从第 m 个人开始报数
print("The chosen place is", josephus(n, m))

递归函数的实现过程中,当只剩下一个人时,直接返回对应编号1,否则每轮通过递归得到上一轮的胜者编号,然后通过报数跳过m个人(最后一人会回到第一人),得到本轮胜者编号。

三、约瑟夫环 Python 代码测试

下面我们可以对以上代码进行测试。

n = 5
m = 2
print("The chosen place is", josephus(n, m))

输出结果为:

The chosen place is 3

即在一个有5个人的环中,从第2个人开始报数,最终留下的是第3个人。

四、Python 实现约瑟夫环问题

在根据题目要求进行实现时,可以按照以下3个步骤来解决约瑟夫环问题:

第一步:建立一个人数n的列表

def josephus(n, m, k):
    peopleList = [i for i in range(1, n + 1)]

上述代码利用列表推导式生成一个长度为n的列表,该列表用于表示环。

第二步:选择出列并重建列表

def josephus(n, m, k):
    peopleList = [i for i in range(1, n + 1)]
    i = k
    while len(peopleList) > 0:
        i = (i + m - 1) % len(peopleList)
        out = peopleList.pop(i)

以上代码利用while循环,模拟整个出列的过程。在每一轮中,i指向当前需要出列的人的位置,通过取模得到在当前环中的位置,然后将该位置的元素从列表中pop出,即表示该元素出列后,重建一个新的环。

第三步:输出出列的顺序并返回最后一个

def josephus(n, m, k):
    peopleList = [i for i in range(1, n + 1)]
    i = k
    while len(peopleList) > 0:
        i = (i + m - 1) % len(peopleList)
        out = peopleList.pop(i)
        print("Number %d goes out" % out)
    return i
 

最后,通过while循环将所有出列的顺序输出,并将最后一个出列的人的编号返回。

五、Python 中约瑟夫环问题

在实际工作中,我们可以通过不同的方式解决约瑟夫环问题,例如通过递归,或者利用列表进行模拟。无论哪种方式,本质都是利用一定的算法在计算机中模拟人类思维的过程,来解决这个经典问题。通过本文,我们可以更深入的了解约瑟夫环问题的解法。