(一)基本问题
1.问题描述
设有编号为1,2,…,n的n(n>0)个人围成一个圈,每个人持有一个密码m。从第一个人开始报数,报到m时停止报数,报m的人出圈,再从他的下一个人起重新报数,报到m时停止报数,报m的出圈,……,如此下去,直到所有人全部出圈为止。当任意给定n和m后,设计算法求n个人出圈的次序。建立模型,确定存储结构。对任意n个人,密码为m,实现约瑟夫环问题。
2.数据结构设计
首先,设计实现约瑟夫环问题的存储结构。由于约瑟夫环问题本身具有循环性质,考虑采用循环链表,为了统一对表中任意结点的操作,循环链表不带头结点。将循环链表的结点定义为如下结构类型:
struct Node
{
int data;
Node *next;
};
其次,建立一个不带头结点的循环链表并由头指针first指示
3.算法设计
1、工作指针first,r,s,p,q初始化
2、输入人数(n)和报数(m)
3、循环n次,用尾插法创建链表
Node *q;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
Node *p;
p=new Node;
p-> data =i;
p->next=NULL;
if(i==1) L=q=p;
else
{
q->next=p;
q=q->next;
}
}
q->next=L;
if(L!=NULL){return(L);}
4、输入报数的起始人号数k;
5、Node *q = new Node;计数器初始化i=1;
6、循环n次删除结点并报出位置(其中第一个人后移k个)
当i<n时
移动指针m-2次p=p->next;
删除p结点的后一结点q
q=p->next;
p->next=q->next;
*L = p->next;
报出位置后Delete q;
计数器i++;
运行流程图
代码和相关解释
c语言listinsert函数#include<iostream>
using namespace std;
struct Node//循环节点的定义
{
int data;//编号
Node *next;
};
Node *CreateList(Node *L,int &n,int &m);//建立约瑟夫环函数
void Joseph(Node *L,int n,int m);//输出每次出列号数函数
Node *DeleteList(Node **L,int i,Node *q);//寻每次出列人的号数
int LengthList(Node *L);//计算环上所有人数函数
void main()//主函数
//在主函数中,完成人数(n)和报数(m)的输入和工作指针的初始化
{
Node *L;
L=NULL;//初始化尾指针
int n, m;
cout<<"请输入人数N:";
cin>>n;//环的长度
if(n<1){cout<<"请输入正整数!";}//人数异常处理
else
{
cout<<"请输入所报数M:";
cin>>m;
if(m<1){cout<<"请输入正整数!";}//号数异常处理
else
{
L=CreateList(L,n,m);//重新给尾指针赋值
Joseph(L,n,m);
}
}
system("pause");
}
Node *CreateList(Node *L,int &n,int &m)//建立一个约瑟夫环(尾插法)
{
Node *q;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
Node *p;
p=new Node;
p->data=i;
p->next=NULL;
if(i==1) L=q=p;//工作指针的初始化
else
{
q->next=p;
q=q->next;
}
}
q->next=L;
if(L!=NULL){return(L);}//返回尾指针
else cout<<"尾指针异常!"<<endl;//尾指针异常处理
}
void Joseph(Node *L,int n,int m)//输出每次出列的人
{
int k;
cout<<"请输入第一个报数人:";
cin>>k;
if(k<1||k>n){cout<<"请输入1-"<<n<<"之间的数"<<endl;}
else
{
cout<<"\n出列顺序:\n";
for(int i=1;i<n;i++)
{
Node *q = new Node;
if(i==1) q=DeleteList(&L,k+m-1,q);//第一个出列人的号数
else q=DeleteList(&L,m,q);
cout<<"号数:"<<q->data<<endl;
delete q;//释放出列人的存储空间
}
cout<<"最后一个出列号数是:"<<L->data<<endl;;//输出最后出列人的号数
}
}
Node *DeleteList(Node **L,int i,Node *q) //寻每次出列的人
{
if(i==1) i+=LengthList(*L);//顺序依次出列情况的处理方式
Node *p;
p=*L;
int j=0;
while(j<i-2) {p=p->next;j++;}
q = p->next;
p->next=p->next->next;
*L = p->next;
return(q);
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