.NET 面试题汇总(二)

m,这群猴子按照1-m的顺序围坐一圈,从第1开始数,每数到第N个,该猴子就要离开此圈,这样依次下来,直到圈中只剩下最后一只猴子,则该猴子为大王。

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今天小编分享一个猴子争大王的机试题,这题考察了对链表的理解和设计算法的能力。

猴子选大王问题是一个十分经典的算法问题,这个问题是这样的:一堆猴子都有编号,编号是1,2,3 …m,这群猴子(m个)按照1-m的顺序围坐一圈,从第1开始数,每数到第N个,该猴子就要离开此圈,这样依次下来,直到圈中只剩下最后一只猴子,则该猴子为大王。

这个问题要解决起来并不难,但求解的方法很多;题目的变化形式也很多,而我们统称这类问题为约瑟夫问题。这类题目基本的描述为:N个人围成一圈,从第一个开始报数,第M个将被杀掉,最后剩下一个,其余人都将被杀掉。例如N=6,M=5,被杀掉的顺序是:5,4,6,2,3,1。下面我们先来分析一下解决这类问题的几个步骤。

(1)由于对于每个人只有死和活两种状态,因此可以用布朗型数组标记每个人的状态,可用true表示死,false表示活。

(2)开始时每个人都是活的,所以数组初值全部赋为false。

(3)模拟杀人过程,直到所有人都被杀死为止。

题目中N个人围成一圈,因而启发我们用一个循环的链来表示,可以使用数组结构来构成一个循环链表。结构中有两个成员,其一为指向下一个人的指针,以构成环形的链;其二为该人是否被杀死的标记,为1表示还存活。从第一个人开始对还存活的人进行计数,每数到M时,将结构中的标记改为0,表示该人已被杀死。这样循环计数直到有15个人被杀死为止。

但是,无论是用链表实现还是用数组实现都有一个共同点:要模拟整个游戏过程,不仅程序写起来比较烦,而且时间复杂度高达O(nm),当n,m非常大(例如上百万,上千万)的时候,几乎是没有办法在短时间内出结果的。我们注意到原问题仅仅是要求出最后的胜利者的序号,而不是要读者模拟整个过程。因此如果要追求效率,就要打破常规,实施一点数学策略。

为了讨论方便,先把问题稍微改变一下,并不影响原意:

问题描述:n个人(编号0~(n-1)),从0开始报数,报到(m-1)的退出,剩下的人继续从0开始报数。求胜利者的编号。

.NET 面试题汇总(二)

核心代码:

public int King(int M, int N)

{

//总人数 M ,数到第 N 个排除。

int k=0;

for (int i = 2; i <= M; i++)

k = (k + N) % i;

return ++k;

}

分析:

在n(0、1、2、3、……、n-1)只猴子中,假定报数m的猴子被删除,

则第一只被删除的猴子编号为(m-1)%n,记为k,那么删除k之后剩下的n-1只猴子为0、1、……、k-1、k+1、……、n-1,并且下一次是从k+1开始计数。

相当于在剩下的序列种,k+1排在最前面,从而形成k+1、……、n-1、0、1、……、k-1。

接下来将剩下的这n-1个数字的序列k+1、……、n-1、0、1、……、k-1映射形成一个从0到n-2的序列0、1、2、……、n-2。

把映射定义为p,则p(x)=(x-k-1)%n。

逆过来0、1、2、……、n-2映射为k+1、……、n-1、0、1、……、k-1,时则p’(x)=(x+k+1)%n,而k=(m-1)%n,故p’(x)=(x+m)%n。

最后一只猴子的编号为0,故x=0,n=1。例如当m=3时,p’(0)=(0+3)%1=3,表示最后一只猴大王在倒数第二轮(编号也是从0开始)中编号为3。


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