约瑟夫问题(Josephus Problem)

什么是约瑟夫问题?

约瑟夫问题(Josephus Problem)是一个著名的理论计算机科学和数学问题,源于犹太历史学家弗拉维奥·约瑟夫(Flavius Josephus)的记载。传说在罗马人围攻期间,他和40名战友被困在一个洞穴中,为了避免被俘,他们决定围成一圈并每隔一定人数就处决一人,直到剩下最后一人。

问题描述

假设有 n 个人围成一圈,从第一个人开始报数,每数到第 k 个人就将其淘汰,然后从下一个人重新开始报数,直到只剩一人。问题是:最后幸存者最初站在哪个位置?

算法实现思路

该问题可以通过递归、循环链表或数学公式求解。最经典的是使用递推公式:
f(n, k) = (f(n - 1, k) + k) % n,其中 f(1, k) = 0(以0为起始索引)。

应用场景

约瑟夫问题不仅是一个有趣的智力题,还在计算机科学中用于教学递归、队列、循环结构等概念,也出现在一些游戏设计和密码学模型中。