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約瑟夫環數學遞推公式及其證明

對於約瑟夫問題,今天看到了一篇好帖子,是用數學方法處理的,感覺還不錯的

無論是用連結串列實現還是用陣列實現都有一個共同點:要模擬整個遊戲過程,不僅程式寫起來比較煩,而且時間複雜
度高達O(nm),當n,m非常大(例如上百萬,上千萬)的時候,幾乎是沒有辦法在短時間內出結果的。

為了討論方便,先把問題稍微改變一下,並不影響原意:

問題描述:n個人(編號0~(n-1)),從0開始報數,報到(m-1)的退出,剩下的人繼續從0開始報數。求勝利者的編號
。

我們知道第一個人(編號一定是m%n-1) 出列之後,剩下的n-1個人組成了一個新的約瑟夫環(以編號為k=m%n的人開
始):
  k  k+1  k+2  ... n-2, n-1, 0, 1, 2, ... k-2
並且從k開始報0。

現在我們把他們的編號做一下轉換:
k     --> 0
k+1   --> 1
k+2   --> 2
...
...
k-2   --> n-2
k-1   --> n-1

變換後就完完全全成為了(n-1)個人報數的子問題,假如我們知道這個子問題的解:例如x是最終的勝利者,那麼根
據上面這個表把這個x變回去不剛好就是n個人情況的解嗎?!!變回去的公式很簡單,相信大家都可以推出來:x=(x+k)%n

如何知道(n-1)個人報數的問題的解?對,只要知道(n-2)個人的解就行了。(n-2)個人的解呢?當然是先求(n-3)的
情況 ---- 這顯然就是一個倒推問題!