👶 小孩报数问题:当熊孩子遇上“约瑟夫环

👶 小孩报数问题:当熊孩子遇上"约瑟夫环"

哈喽,各位掘友们!你有没有想过,一群天真无邪的小朋友围成一圈,玩着报数游戏,结果报到特定数字的就要"出局"?这听起来是不是有点"残忍"?😂 但别担心,我们今天不是来搞"淘汰赛"的,而是要用代码来揭秘这个经典算法问题------约瑟夫环问题(Josephus Problem)的一个变种!

准备好了吗?系好安全带,咱们这就出发,一起看看这群"熊孩子"是怎么玩转算法的!🚀

❓ 问题来了:谁是最后的幸存者?

场景描述

想象一下,有30个小朋友,编号从1到30,手拉手围成一个大大的圆圈。他们要开始报数了,从1号小朋友开始,依次报1、2、3......报到3的小朋友就要"出局",然后下一个小朋友(也就是原来报4的小朋友)重新从1开始报数。如此循环往复,直到只剩下最后一个小朋友。那么问题来了,这位"天选之子"的编号是多少呢?

是不是听起来有点像"鱿鱼游戏"?别怕,我们只是用代码模拟,没有真的小朋友会受伤!😉

🔧 揭秘算法:代码是这样玩的!

为了解决这个问题,我们请出了一段神奇的JavaScript代码。别看它其貌不扬,里面可是藏着解决问题的"大智慧"!

javascript 复制代码
function childNum(num, count){
    let allPlayer = [];
    for(let i = 0; i < num; i++){
        allPlayer[i] = i + 1;
    }

    let exitCount = 0; // 离开人数
    let counter = 0;   // 记录报数
    let curIndex = 0;  // 当前下标

    while(exitCount < num - 1){
        if(allPlayer[curIndex] !== 0) counter++;

        if(counter === count){
            allPlayer[curIndex] = 0;
            counter = 0;
            exitCount++;
        }
        curIndex++;
        if(curIndex === num){
            curIndex = 0
        }
    }

    for(let i = 0; i < num; i++){
        if(allPlayer[i] !== 0){
            return allPlayer[i]
        }
    }
}

childNum(30, 3);

💡 代码解读:一步步拆解"报数"过程

1. 📝 初始化:小朋友们,各就各位!

首先,childNum(num, count) 函数接收两个参数:num 代表小朋友的总人数(这里是30),count 代表报到几就"出局"(这里是3)。

javascript 复制代码
    let allPlayer = [];
    for(let i = 0; i < num; i++){
        allPlayer[i] = i + 1;
    }

这段代码创建了一个数组 allPlayer,用来模拟围成一圈的小朋友。数组的每个元素就是小朋友的编号。比如,allPlayer[0] 就是1号小朋友,allPlayer[29] 就是30号小朋友。我们用 0 来表示已经"出局"的小朋友。

接着,我们有三个重要的"计数器":

javascript 复制代码
    let exitCount = 0; // 离开人数:记录已经有多少小朋友"出局"了
    let counter = 0;   // 记录报数:当前小朋友报的数(1、2、3...)
    let curIndex = 0;  // 当前下标:当前正在报数的小朋友在数组中的位置
2. 🔄 循环报数:谁是下一个"幸运儿"?

核心逻辑都在这个 while 循环里。它会一直运行,直到只剩下最后一个小朋友(exitCount < num - 1)。

javascript 复制代码
    while(exitCount < num - 1){
        if(allPlayer[curIndex] !== 0) counter++;

        if(counter === count){
            allPlayer[curIndex] = 0;
            counter = 0;
            exitCount++;
        }
        curIndex++;
        if(curIndex === num){
            curIndex = 0
        }
    }
  • if(allPlayer[curIndex] !== 0) counter++;

    • 这行代码是关键!它检查当前小朋友是否还在圈内(即 allPlayer[curIndex] 不为0)。如果还在,counter 就加1,表示他报了一个数。
    • 如果小朋友已经"出局"了(allPlayer[curIndex] 是0),那么他就不会报数,counter 也不会增加。这很合理,毕竟"人都没了",还怎么报数呢?😂
  • if(counter === count){ ... }

    • counter 等于我们设定的 count 值(这里是3)时,说明当前小朋友报到了"出局"的数字。
    • allPlayer[curIndex] = 0;:这位小朋友"光荣出局",我们把他的编号设为0。
    • counter = 0; :报数重新从1开始,所以 counter 重置为0。
    • exitCount++;:离开人数加1,记录又有一个小朋友"出局"了。
  • curIndex++;if(curIndex === num){ curIndex = 0 }

    • 这两行代码负责让报数的小朋友"轮流上岗"。curIndex 每次循环都会加1,指向下一个小朋友。
    • 如果 curIndex 到了数组的末尾(num),说明已经绕了一圈,需要回到数组的开头(0),形成一个完美的"环"!🔄
3. 🏆 寻找幸存者:谁是最后的赢家?

while 循环结束时,意味着只剩下最后一个小朋友了。那么,怎么找到他呢?

javascript 复制代码
    for(let i = 0; i < num; i++){
        if(allPlayer[i] !== 0){
            return allPlayer[i]
        }
    }

这段代码很简单粗暴:遍历 allPlayer 数组,找到那个唯一一个不为0的元素,它就是我们苦苦寻找的"天选之子"的编号!🎉

🧪 运行一下:答案揭晓!

最后,我们调用 childNum(30, 3) 来运行这个游戏。根据代码逻辑,最终会返回最后一个幸存者的编号。

那么,30个小朋友,报数到3出局,最后剩下的是几号小朋友呢?

答案是29,快去试试吧!

总结与思考

算法小结

这个"小孩报数问题"其实是经典的约瑟夫环问题的一种模拟解法。它的核心思想是:

  1. 模拟过程:用数组模拟环形结构,用特定值(0)标记出局者。
  2. 循环计数 :通过 counter 变量实现报数功能,遇到出局者跳过。
  3. 环形遍历 :通过 curIndex 的重置实现循环报数。

这种模拟方法虽然直观易懂,但当人数非常多时,效率可能会降低。对于大规模的约瑟夫环问题,通常会有更高效的数学解法(例如通过递推公式)。但对于面试或日常小问题,这种模拟解法已经足够清晰和优雅了!

💖 掘友们,你们怎么看?

你有没有遇到过类似的场景题?或者你有什么更风趣幽默的解释方式?欢迎在评论区留言,一起交流学习!

别忘了点赞👍、收藏⭐、转发↗️,让更多掘友看到这篇"不正经"的算法科普文!我们下期再见!👋

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