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15 队列应用之烫手的山芋

发布于 2025-03-08 18:07:53 字数 1471 浏览 0 评论 0 收藏 0

为了展示队列的应用,我们模拟一种真实的先进先出的情形。作为开始,我们观察一种儿童游戏,叫烫手的山芋(hotpotato),在这个游戏中(图 2),孩子们排成一圈,把手里的东西一个传一个,在某种情形下,停止传递,手上拿着烫手的山芋的人就要被清出来,其他的人继续玩,直到只剩一个人。

从现代意义上说,这个游戏等价于著名的约瑟夫问题。据说,一世纪左右,历史学家弗拉维约瑟夫与犹太人一起反抗罗马。一次,约瑟夫和他的 39 个同志一起在山洞里抵抗,不过眼看就要失败了,他们决定宁死也不做罗马的奴隶。他们围坐成一圈,一个人一个编号,按时针方向,每第七个人就要被杀死。据说约瑟夫是个数学家,他马上就知道按这规则,应该坐在哪个位置会留到最后。看来约瑟夫最后没有自杀,相反却投降了。这个故事有很多版本,有的版本说是每 3 个人杀一个,有的说最后一个人可以骑马逃脱,但不管怎样,思想是相同的。

我们引入一个烫手的山芋的模拟过程,参数是一个名字列表和一个常数 num。num 用来计数,最后函数返回经多轮计数后,剩下的最后一个人的名字。后来发生什么,就看你的了。

为了模拟这个圆圈,我们使用队列(图 3)。假定开始拿着山芋的孩子站在队伍的前端,一经传出山芋后,模拟程序只需要简单地把这个孩子移出队列,然后再将他加入尾部,然后他在尾部再逐步前移,直到再次轮到他。

经过 num 次出队入队之后,前端的孩子最终被完全清出队列,然后剩余的人继续游戏,直到最后一个。

下面是实现代码,最后面是用 7 个名字和数字 3 来调用这个方法,最后剩下那个叫 Susan。

from pythonds.basic.queue import Queue
 
def hotPotato(namelist, num):
    simqueue = Queue()
    for name in namelist:
        simqueue.enqueue(name)
 
    while simqueue.size() >1:
        for i in range(num):
           simqueue.enqueue(simqueue.dequeue())
 
        simqueue.dequeue()
 
    return simqueue.dequeue()
 
print(hotPotato(["Bill","David","Susan","Jane","Kent","Brad"],7))

(译者注)译者认为这个算法与约瑟夫问题差别明显,具体讨论在 http://blog.csdn.net/python2014/article/details/21231985

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