约瑟夫环
是一个数学的应用问题：
已知n个人（以编号1，2，3...n分别表示）围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数，数到m的那个人出列；他的下一个人又从1开始报数，数到m的那个人又出列；依此规律重复下去，直到圆桌周围的人全部出列。
例如：n = 9, k = 1, m = 5
【解答】
出局人的顺序为5, 1, 7, 4, 3, 6, 9, 2, 8。
链表方法这个就是约瑟夫环问题的实际场景，有一种是要通过输入n,m,k三个正整数，来求出列的序列。这个问题采用的是典型的循环链表的数据结构，就是将一个链表的尾元素指针指向队首元素。 p->link=head
解决问题的核心步骤：
1.建立一个具有n个链结点，无头结点的循环链表
2.确定第1个报数人的位置
3.不断地从链表中删除链结点，直到链表为空
void JOSEPHUS(int n,int k,int m) //n为总人数，k为第一个开始报数的人，m为出列者喊到的数
{
/* p为当前结点 r为辅助结点，指向p的前驱结点 list为头节点*/
LinkList p,r,list;
/*建立循环链表*/
for(int i=0,i<n,i++)
{
p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
p->data=i;
if(list==NULL)
list=p;
else
r->link=p;
r=p;
}
p->link=list; /*使链表循环起来*/
p=list; /*使p指向头节点*/
/*把当前指针移动到第一个报数的人*/
for(i=0;i<k;i++)
{
r=p；
p=p->link;
}
/*循环地删除队列结点*/
while(p->link!=p)
{
for(i=0;i<m-1;i++)
{
r=p;
p=p->link;
}
r->link=p->link;
printf("被删除的元素：%4d ",p->data);
free(p);
p=r->link;
}
printf("
最后被删除的元素是：％4d",P->data);
}
Josephus(约瑟夫)问题的数学方法无论是用链表实现还是用数组实现都有一个共同点：要模拟整个游戏过程，不仅程序写起来比较烦，而且时间复杂度高达O(nm)，当n，m非常大(例如上百万，上千万)的时候，几乎是没有办法在短时间内出结果的。我们注意到原问题仅仅是要求出最后的胜利者的序号，而不是要读者模拟整个过程。因此如果要追求效率，就要打破常规，实施一点数学策略。
为了讨论方便，先把问题稍微改变一下，并不影响原意：
问题描述：n个人（编号0~(n-1))，从0开始报数，报到(m-1)的退出
，剩下的人继续从0开始报数。求胜利者的编号。
我们知道第一个人(编号一定是(m-1)%n) 出列之后，剩下的n-1个人组成了一个新的约瑟夫环（以编号为k=m%n的人开始）:
k k+1 k+2 ... n-2, n-1, 0, 1, 2, ... k-2
并且从k开始报0。
现在我们把他们的编号做一下转换：
k --> 0
k+1 --> 1
k+2 --> 2
...
...
k-3 --> n-3
k-2 --> n-2
变换后就完完全全成为了(n-1)个人报数的子问题，假如我们知道这个子问题的解：例如x是最终的胜利者，那么根据上面这个表把这个x变回去不刚好就是n个人情况的解吗？！！变回去的公式很简单，相信大家都可以推出来：x‘=(x+k)%n
如何知道(n-1)个人报数的问题的解？对，只要知道(n-2)个人的解就行了。(n-2)个人的解呢？当然是先求(n-3)的情况 ---- 这显然就是一个倒推问题！好了，思路出来了，下面写递推公式：
令f表示i个人玩游戏报m退出最后胜利者的编号，最后的结果自然是f[n].
递推公式:
f[1]=0;
f=(f[i-1]+m)%i; (i>1)
有了这个公式，我们要做的就是从1-n顺序算出f的数值，最后结果是f[n]。因为实际生活中编号总是从1开始，我们输出f[n]+1由于是逐级递推，不需要保存每个f，程序也是异常简单：
#include <stdio.h>
intmain(void)
{
intn, m, i, s=0;
printf ("N M = ");
scanf("%d%d", &n, &m);
for (i=2; i<=n; i++)
s=(s+m)%i;
printf ("The winner is %d
", s+1);
return 0 ;
}
这个算法的时间复杂度为O(n)，相对于模拟算法已经有了很大的提高。算n，m等于一百万，一千万的情况不是问题了。可见，适当地运用数学策略，不仅可以让编程变得简单，而且往往会成倍地提高算法执行效率。
解决Josephus(约瑟夫)问题的pascal代码
program Josephus(input,output);
type pointer=^nodetype;
nodetype=record
data:integer;
link:pointer
end;
var head,next,last:pointer;
i,n,s,j,m,k:integer;
begin
writeln('请输入组成约瑟夫环的人数：');
read(n);
new(head);
head^.data :=1;
last:=head;
for i:=2 to n do
begin
new(next);
next^.data :=i;
last^.link :=next;
last:=next
end;
last^.link :=head;
next:=head;
repeat
begin
writeln(next^.data );
next:=next^.link
end;
until next=head;
readln;
next:=head;
writeln('请输入第一个报数人的位置:');
read(s);
j:=1;
if s<=n
then
while j<s do
begin
next:=next^.link ;
j:=j+1
end
else writeln('你的输入有误');
writeln('请输入出列人的位置:');
read(m);
while next^.link <>next do
begin
k:=1;
while k<m do
begin
last:=next;
next:=next^.link ;
k:=k+1
end;
writeln(next^.data );
last^.link :=next.link ;
next:=next^.link
end;
writeln(next^.data );
readln;
readln
end.