证明求解约瑟夫斯问题的二进制左循环算法的正确性
2012-10-26 16:19
309 查看
待证问题:二进制循环左移算法求约瑟夫问题的证明:
分析:f{1,2,..k}表示k 个人1..k,从begin 序号开始向后杀,最后留下的那个人的号码
f{1,2,..k};eg:f{1,2,3}表示{1,2,3}这3 个人,从1 开始,经过两轮轮杀掉其他人,剩下3.
即f{1,2,3}=3;
易得: {1,2,3,4}4 个人从1 开始第一被杀的人肯定是2,所以剩下{1,3,4}这个状态时
刻,第一个有权利杀人的人(即begin)是3,所以对{3,4,1}进行f{1,3,4}。
显然,这是一个可以递归的过程。把4->1 看成是连续的数(1=5%4)即{3,4,5%4}
因此:3 个人, f{1,2,3}=3;
n>3 时候,begin =3;//因为1 号人杀掉2 号后,下一个有权利杀人的人肯定是3 号。
f{1,2,3..n-1};
f{1,2,3,..n-1,n} = f{3,4,5..n-1,n,1}
另外,由问题描述不显然得出人数是n=2k 时,最后一个肯定是1;而n 的二进制位数就
是k+1。
分析表。(见下面)
结论:
由上分析可以得出以下算法的递归公式:
f(n)=1;(log n == 0;即n 是1,2,22,23…)
f(n)=f(n-1)+2; (n!=4)
=>
f(n)=2*( n-2len-1)+1 (公式)
len 是n 的二进制数长度
eg. f(7)= 2*(7-23-1)+1=7
f(5)= 2*(5-23-1)+1=3
f(3)= 2*(3-22-1)+1=3
f(2)= 2*(2-22-1)+1=1
用以上分析得到的结论证明待证的问题:
基于以上递推公式,不难发现,其实是对n 进行了循环左移1 位的操作。
a> n-2len-1 等价于将n 化成二进制,去掉最高位的1.
b> 2*()等价于将a 中得到的二进制左移一位
c> +1 等价于将a 中移出去的最高位1 加入b 中得到的数
附:以下是分析的表:
阶k, f(k) k 的二进制数v(k)
20: 1, 1 1
21: 2, 1 10
3, 1+2 11
22: 4, 1 100
5, 1+2 101
6, 1+2+2 110
7, 1+2+2+2 111
23: 8, 1 1000
9, 1+2 1001
11
10, 1+2+2 1010
分析:f{1,2,..k}表示k 个人1..k,从begin 序号开始向后杀,最后留下的那个人的号码
f{1,2,..k};eg:f{1,2,3}表示{1,2,3}这3 个人,从1 开始,经过两轮轮杀掉其他人,剩下3.
即f{1,2,3}=3;
易得: {1,2,3,4}4 个人从1 开始第一被杀的人肯定是2,所以剩下{1,3,4}这个状态时
刻,第一个有权利杀人的人(即begin)是3,所以对{3,4,1}进行f{1,3,4}。
显然,这是一个可以递归的过程。把4->1 看成是连续的数(1=5%4)即{3,4,5%4}
因此:3 个人, f{1,2,3}=3;
n>3 时候,begin =3;//因为1 号人杀掉2 号后,下一个有权利杀人的人肯定是3 号。
f{1,2,3..n-1};
f{1,2,3,..n-1,n} = f{3,4,5..n-1,n,1}
另外,由问题描述不显然得出人数是n=2k 时,最后一个肯定是1;而n 的二进制位数就
是k+1。
分析表。(见下面)
结论:
由上分析可以得出以下算法的递归公式:
f(n)=1;(log n == 0;即n 是1,2,22,23…)
f(n)=f(n-1)+2; (n!=4)
=>
f(n)=2*( n-2len-1)+1 (公式)
len 是n 的二进制数长度
eg. f(7)= 2*(7-23-1)+1=7
f(5)= 2*(5-23-1)+1=3
f(3)= 2*(3-22-1)+1=3
f(2)= 2*(2-22-1)+1=1
用以上分析得到的结论证明待证的问题:
基于以上递推公式,不难发现,其实是对n 进行了循环左移1 位的操作。
a> n-2len-1 等价于将n 化成二进制,去掉最高位的1.
b> 2*()等价于将a 中得到的二进制左移一位
c> +1 等价于将a 中移出去的最高位1 加入b 中得到的数
附:以下是分析的表:
阶k, f(k) k 的二进制数v(k)
20: 1, 1 1
21: 2, 1 10
3, 1+2 11
22: 4, 1 100
5, 1+2 101
6, 1+2+2 110
7, 1+2+2+2 111
23: 8, 1 1000
9, 1+2 1001
11
10, 1+2+2 1010
相关文章推荐
- 约瑟夫问题 算法很简单保证每个人都能看懂用的是模拟现实 用数组实现 利用循环删除数组中的元素
- 部分背包问题的贪心算法正确性证明
- 采用循环链表结构求解约瑟夫问题
- poj 1781(约瑟夫问题二进制求解。。。。)
- Java采用循环链表结构求解约瑟夫问题
- 循环链表示例:求解约瑟夫问题
- 约瑟夫(Josephus)问题的求解——利用循环链表
- 部分背包问题的贪心算法正确性证明
- 约瑟夫问题求解算法的设计与实现
- Linux内核思想链表的系列循环链表以及求解约瑟夫问题
- 算法题-约瑟夫(Joseph)问题求解
- 算法: 约瑟夫问题(Joseph Problem)的分析
- C#单向循环列表 解决 约瑟夫问题
- 跳跃的舞者,舞蹈链(Dancing Links)算法——求解精确覆盖问题
- (转)Gauss消元算法求解开关灯问题
- 全面解析回溯法:算法框架与问题求解
- 线性表13|约瑟夫问题 - 数据结构和算法18
- 算法分析与设计——NP完全证明问题8.16
- 一个变形虫适应算法求解CSP问题
- 算法笔记1-最大子序列和问题的求解