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孩子们的游戏(圆圈中最后剩下的数)--前端面试

题目描述
六一儿童节快要到了,牛妹为小伙伴们准备了一个小游戏,学会了可以将一堆小盆友驯(调)服(教)成功噢~
第一步:你需要准备一堆小礼品,其中一份一定是所有小盆友都喜欢的,这个你懂哒~;
第二步:让小盆友们围成一个大圈,你随机指定一个数m,让编号为1的小盆友开始报数;
第三步:规定每次喊到m的那个小朋友要出列唱首歌,然后可以在礼品箱中任意的挑选礼物,并且不再回到圈中,从他的下一个小朋友开始,继续1...m报数....这样下去....直到剩下最后一个小朋友,可以不用表演并且拿到最受欢迎的小礼品,至此小游戏结束;
那么问题来了,你如何才能把最受欢迎的小礼品光(悄)明(声)大(息)的送给你最喜欢的小盆友呢?
 
分类:数组
 
解法1:找规律。首先定义最初的n个数字(0,1,…,n-1)中最后剩下的数字是关于n和m的方程为f(n,m)。在这n个数字中,第一个被删除的数字是(m-1)%n,为简单起见记为k。那么删除k之后的剩下n-1的数字为0,1,…,k-1,k+1,…,n-1,并且下一个开始计数的数字是k+1。相当于在剩下的序列中,k+1排到最前面,从而形成序列k+1,…,n-1,0,…k-1。该序列最后剩下的数字也应该是关于n和m的函数。由于这个序列的规律和前面最初的序列不一样(最初的序列是从0开始的连续序列),因此该函数不同于前面函数,记为f’(n-1,m)。最初序列最后剩下的数字f(n,m)一定是剩下序列的最后剩下数字f’(n-1,m),所以f(n,m)=f’(n-1,m)。接下来我们把剩下的的这n-1个数字的序列k+1,…,n-1,0,…k-1作一个映射,映射的结果是形成一个从0到n-2的序列:
    k+1    ->    0
    k+2    ->    1
    …
    n-1    ->    n-k-2
    0   ->    n-k-1
    …
    k-1   ->   n-2
 
        把映射定义为p,则p(x)= (x-k-1)%n,即如果映射前的数字是x,则映射后的数字是(x-k-1)%n。对应的逆映射是p-1(x)=(x+k+1)%n。由于映射之后的序列和最初的序列有同样的形式,都是从0开始的连续序列,因此仍然可以用函数f来表示,记为f(n-1,m)。根据我们的映射规则,映射之前的序列最后剩下的数字f’(n-1,m)= p-1 [f(n-1,m)]=[f(n-1,m)+k+1]%n。把k=m%n-1代入得到f(n,m)=f’(n-1,m)=[f(n-1,m)+m]%n。
 
        经过上面复杂的分析,我们终于找到一个递归的公式。要得到n个数字的序列的最后剩下的数字,只需要得到n-1个数字的序列的最后剩下的数字,并可以依此类推。当n=1时,也就是序列中开始只有一个数字0,那么很显然最后剩下的数字就是0。我们把这种关系表示为:
 
               0                            n=1
f(n,m)={
              [f(n-1,m)+m]%n     n>1
 
        尽管得到这个公式的分析过程非常复杂,但它用递归或者循环都很容易实现。最重要的是,这是一种时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)的方法,因此无论在时间上还是空间上都优于前面的思路。
 
public class Solution {
    public int LastRemaining_Solution(int n,int m) {
        if(n==0) return -1;
        
       int s=0;
       for(int i=2;i<=n;i++){
           s=(s+m)%i;
       }
       return s;
    }
}
 
 
(责任编辑:IT)