题目

共有 n 名小伙伴一起做游戏。小伙伴们围成一圈,按 顺时针顺序1n 编号。确切地说,从第 i 名小伙伴顺时针移动一位会到达第 (i+1) 名小伙伴的位置,其中 1 <= i < n ,从第 n 名小伙伴顺时针移动一位会回到第 1 名小伙伴的位置。

游戏遵循如下规则:

  1. 从第 1 名小伙伴所在位置 开始
  2. 沿着顺时针方向数 k 名小伙伴,计数时需要 包含 起始时的那位小伙伴。逐个绕圈进行计数,一些小伙伴可能会被数过不止一次。
  3. 你数到的最后一名小伙伴需要离开圈子,并视作输掉游戏。
  4. 如果圈子中仍然有不止一名小伙伴,从刚刚输掉的小伙伴的 顺时针下一位 小伙伴 开始,回到步骤 2 继续执行。
  5. 否则,圈子中最后一名小伙伴赢得游戏。

给你参与游戏的小伙伴总数 n ,和一个整数 k ,返回游戏的获胜者。

示例 1:

img

输入:n = 5, k = 2
输出:3
解释:游戏运行步骤如下:
1) 从小伙伴 1 开始。
2) 顺时针数 2 名小伙伴,也就是小伙伴 1 和 2 。
3) 小伙伴 2 离开圈子。下一次从小伙伴 3 开始。
4) 顺时针数 2 名小伙伴,也就是小伙伴 3 和 4 。
5) 小伙伴 4 离开圈子。下一次从小伙伴 5 开始。
6) 顺时针数 2 名小伙伴,也就是小伙伴 5 和 1 。
7) 小伙伴 1 离开圈子。下一次从小伙伴 3 开始。
8) 顺时针数 2 名小伙伴,也就是小伙伴 3 和 5 。
9) 小伙伴 5 离开圈子。只剩下小伙伴 3 。所以小伙伴 3 是游戏的获胜者。

示例 2:

输入:n = 6, k = 5
输出:1
解释:小伙伴离开圈子的顺序:5、4、6、2、3 。小伙伴 1 是游戏的获胜者。

提示:

  • 1 <= k <= n <= 500

进阶:你能否使用线性时间复杂度和常数空间复杂度解决此问题?

解答

  • 约瑟夫问题求解

首先我们需要确定递推公式,假设上一轮淘汰的是第 m 个人,那么本轮淘汰的是第 $(m+k)% n$ 个人,所以我们可以得到递推公式:$f(n, k) = (f(n-1, k)+k) % n$,其中$ f(n, k) $表示 n 个人中最后剩下的人的编号。

当只有一个人的时候,那么这个人一定是胜者,因此我们可以得到初始值:f(1, k) = 0。

最后,我们可以通过递推得到 f(n, k) 的值,即为最后的胜者的编号。

class Solution {
public:
    int findTheWinner(int n, int k) {
        int ans = 0;  // 最后胜者的编号
        for (int i = 2; i <= n; i++) {  // 从第二个人开始进行游戏
            ans = (ans + k) % i;  // 计算本轮淘汰的人的编号
        }
        return ans + 1;  // 将编号从 0-based 转换为 1-based 并返回
    }
};