《计算机软件技术基础》 实验报告I—数据结构
实验一、约瑟夫斯问题求解
一、问题描述
1.实验题目:编号1,2,....,n的n个人顺时针围坐一圈,每人持有一个密码(正整数)。 开始选择一个正整数作为报数上限m,从第一个人开始顺时针自1报数,报到m的人出列,将他的密码作为新的m值,从他在顺时针方向下一个人开始重新从1报数,直至所有人全部出列。
2.基本要求:利用单向循环链表存储结构模拟此过程,按照出列的顺序印出个人的编号。
3.测试数据:n=7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4.m初值为6(正确的出列顺序应为6,1,4,77,2,3)。
二、需求分析
1.本程序所能达到的基本可能:
该程序基于循环链表来解决约瑟夫问题。用循环链表来模拟n个人围坐一圈,用链表中的每一个结点代表一个人和他所代表的密码。在输入初始密码后m,对该链表进行遍历,直到第m个结点,令该结点的密码值作为新的密码值,后删除该结点。重复上述过程,直至所有的结点被释放空间出列。
个人网站的制作实验报告2.输入输出形式及输入值范围:
程序运行后提示用户输入总人数。输入人数n后,程序显示提示信息,提示用户输入第i个人的密码,在输入达到预定次数后自动跳出该循环。程序显示提示信息,提示用户输入初始密码,密码须为正整数且不大于总人数。
3.输出形式
提示用户输入初始密码,程序执行结束后会输出相应的出列结点的顺序,亦即其编号。用户输入完毕后,程序自动运行输出运行结果。
4.测试数据要求:
测试数据n=7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4。m初值为6(正确的出列顺序应为6,1,4,7,2,3,5)。
三、概要设计
为了实现上述功能,应用循环链表来模拟该过程,用结构体来存放其相应的编号和密码信息,因此需要循环链表结构体这个抽象数据类型。
1.循环链表结构体抽象数据类型定义:
ADT Node{
数据对象:D={ai,bi,ci|ai∈int, bi∈int,ci∈(Node*),i =,n,n≥0}:
数据关系:R=∅
基本操作:
CreatList(int n) //构建循环单链表;
Order(int m,node *l) //输出函数,输出出列顺序并删除链表中的结点;
}ADT node;
2. ADT的C语言形式说明:
typedef struct Node
{
int num; //结点的数据域,存放编号;
int word; //结点的数据域,存放密码;
struct Node *next; //结点的指针域,存放指向下一结点的指针;
}Node;
Node *CreatList( ) //建立循环单项链表;
void Order(Node *h) //输出出列顺序并删除结点;
3. 主程序流程及其模块调用关系:
1).主程序流程:
先提示用户输入相关数据:总人数,运行循环链表结构体模块,输入每个人持有的密码值,创建出新链表,运行输出函数模块,再输入初始密码m值,输出出列序列。
(创建循环单链表模块:实现链表的抽象数据类型
删除链表结点输出序列模块:实现输出出列顺序)
2).模块调用关系:
四、详细设计
1.元素类型、结点类型和结点指针类型:
typedef struct Node //定义一个结构体,包含了每个人的序号和密码
{
int word;
int num;
struct Node *next;
}Node;
2、创建单向循环链表类型:
Node *CreatList() //尾插法创建一个单向循环链表
{
Node *p,*s;
Node *h; //定义头指针
h=(Node*)malloc(sizeof(Node)); //申请动态存储空间
p=h;
h->next=NULL; //初始化链表
printf("第1个人的密码是:");
scanf("%d",&h->word);
h->num=1; //给头指针赋值
for(i=0;i<n-1;i++)
{
s=(Node*)malloc(sizeof(Node));
if(h->next==NULL) h->next=s;
else p->next=s;
p=s;
printf("第%d个人的密码是:",i+2);
scanf("%d",&s->word);
s->num=i+2;
}
p->next=h;
return h;
}
3.删除链表结点输出函数模块:
void Order(Node *h) //输出结果
{
Node *p;
p=h;
Node *d;
while(p->next!=p)
{
if(m<2)
{
p=p->next;
}
else
{
for(i=1;i<m-1;i++) //查第m个结点
{
p=p->next;
}
}
d=p->next;
m=d->word;
printf("%d--",d->num);
p->next=d->next; //删除结点
p=p->next;
free(d);
}
printf("%d\n",p->num);
}
4.主函数:
void main()
{
printf("试验名称:约瑟夫斯问题求解\n");
printf("学号:\n");
printf("姓名:xx\n");
printf("=========================================================\n");
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