Josephu问题为:
设编号为1,2,…n的n个人围坐一圈,约定编号为k(1<=k<=n)的人从1开始报数,数到m的那个人出列,他的下一位又从1开始报数,数到m的那个人又出列,以此类推,直到所有人出列位置,由此产生一个出队编号的序列。
思路分析:
用一个不带头结点的循环链表来处理Josephu问题,先构成一个有n个节点的单循环链表,然后由k节点起从1开始计数,计到m时,对应节点从链表中删除,然后再从被删除节点的下一个节点又从1开始计数,直到最后一个节点从链表中删除算法结束。
代码思路:
first
指向该节点,并形成环形。
后面当我们每创建一个新的节点。就把该节点,加入到已有的环形链表中即可。
遍历环形链表
先让一个辅助指针(变量)curBoy
,指向first
节点。
然后通过一个while
循环遍历该环形链表即可。curBoy.next==first
就遍历完毕了。
根据用户的输入,生成小孩的出圈顺序
需要创建一个辅助指针helper,事先应该指向环形链表的最后的这个节点。 报数之前,先让first和helper移动k-1次 当小孩报数时,让first和helper指针同时的移动m-1次 这时就可以将first指向的小孩节点出圈first = first.next
helper.next = first
原来first指向的节点就没有任何引用了,就会被垃圾回收机制回收
代码实现
package DataType;
public class Josephu {
public static void main(String[] args){
//测试,构建环形与遍历是否可行
CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
circleSingleLinkedList.addBoy(5);//添加五个小孩节点
circleSingleLinkedList.showBoy();
//测试小孩出圈是否正确
circleSingleLinkedList.countBoy(1,2,5);//从第一个开始,每两个小孩出去一次,一共有五个小孩
}
}
//创建单向环形链表
class CircleSingleLinkedList{
//创建一个first节点,当前没有编号
private Boy first = new Boy(-1);
//加入小孩节点,构建成环形链表
public void addBoy(int nums){
//判断数据真实性,nums做数据校验
if (nums < 1 ){
System.out.println("nums的值不正确");
return;
}
Boy curBoy = null;//辅助指针,帮助构建环形链表
//使用for循环来创建环形链表
for (int i = 1;i <= nums;i ++){
//根据编号,创建小孩节点
Boy boy = new Boy(i);
//如果是第一个小孩
if (i == 1){
first = boy;
first.setNext(first);//构成环状
curBoy = first;//让curBoy指向第一个小孩
}else {
curBoy.setNext(boy);//前面的指向新来的小孩
boy.setNext(first);//新添加的小孩指向开头,构成环形
curBoy = boy;//后移
}
}
}
//遍历当前的环形链表
public void showBoy(){
//判断链表是否为空
if (first == null){
System.out.println("链表为空~~");
return;
}
//因为first不能动,因此需要辅助指针,完成遍历
Boy curBoy = first;
while (true){
System.out.printf("小孩的编号%d\n",curBoy.getNo());
if (curBoy.getNext() == first){//说明遍历完毕
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();//让curBoy后移
}
}
//根据用户的输入,计算出小孩节点出圈的顺序
/*
startNo 表示从第几个小孩开始数数
countNum表示数几下
nums 表示 最初有多少小孩在圈
*/
public void countBoy(int startNo,int countNum,int nums){
//先对数据进行校验
if (first == null || startNo nums){
System.out.println("参数输入有误,请重新输入!");
return;
}
//创建一个辅助指针。帮助我们完成小孩出圈
Boy helper = first;
//需要创建一个辅助指针helper,事先应该指向环形链表的最后的这个节点。
while (true){
if (helper.getNext() == first){//说明小孩指向最后节点
break;
}
helper = helper.getNext();
}
// 报数之前,先让first和helper移动k-1次
for (int j = 0;j < startNo - 1; j ++){
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//当小孩报数时,让first和helper指针同时的移动m-1次
//这里是一个循环的操作,直到圈中只有一个节点
while (true){
if (helper == first){ //说明圈中只有一个节点
break;
}
//否则让first与helper移动countNum-1次
for (int j = 0;j < countNum - 1;j ++){
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//这时first指向的节点,就是要出圈小孩的节点
System.out.printf("小孩%d出圈\n",first.getNo());
//这时将first指向的小孩节点出圈
first = first.getNext();
helper.setNext(first);//
}
System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号是%d\n",first.getNo());
}
}
//创建一个Boy类表示一个节点
class Boy{
private int no;//编号
private Boy next;//指向下一个节点,默认依旧为空
public Boy(int no){
this.no = no;
}
public void setNo(int no) {
this.no = no;
}
public int getNo() {
return no;
}
public Boy getNext() {
return next;
}
public void setNext(Boy next) {
this.next = next;
}
}
编程我也是初学者,难免有理解错误的地方,希望大家看完之后,发现错误可以评论出来,谢谢大家