简要:
1 丢手绢问题:这是小时候经常玩的游戏,一群小朋友围到一起,形成一个圈。老师唱歌,小朋友们同时丢手绢,歌曲暂停时,目前拿到手绢的小朋友需要表演一个节目。依次循环下去。
2 而约瑟夫问题与之类似,由一群元素构成的环形链表,首先由某个元素开始报数,报到K时的那个元素需要出圈,然后又由下一个元素开始报数,直到全部的元素出圈时才结束。
编号为1,2……n的n个人围坐一圈,约定编号为k的人开始从1报数,数到n的人出圈,依此类推,会产生一个出圈地编号序列。
这里我们选择用单向循环链表来处理这个问题:
首先我们要创建一个单向循环链表:
1.先创建第一个节点,让first指针指向它,并让它自己形成环状
2.我们在之后每添加一个节点,就加入到环中去
遍历单向循环链表:
1.先定义一个辅助指针,指向first节点;
2.通过while循环遍历即可
思路
1.需要创建一个辅助指针helper,应该让辅助指针只指向链表的最后一个元素
2.再让first和helper移动k-1次到指定位置
3.当小孩报数时,让first和helper同时向前移动m-1次
4.此时,first所指的位置就是要出圈的节点地位置
代码实现
先定义一个类。表示节点的信息
class Boy { private int no; //每个孩子的编号 Boy next; //指向下一个节点 public Boy(int no){ this.no = no; } public void setNext(Boy next) { this.next = next; } public Boy getNext() { return next; } public int getNo() { return no; } public void setNo(int no) { this.no = no; } @Override public String toString() { return "Boy{" + "no=" + no + '}'; } }
再写一个类表示单向循环链表:
1.先写一个添加节点的方法:
我们需要校验输入的nums是否合法,然后根据合理地nums的值,写一个for循环,new Boy类的对象,即节点。接着,我们判断节点的个数,如果是第一个节点,让他自己连接自己,独自成环,如果时多个节点,这个时候就需要辅助指针来帮助我们完成插入操作(这里说一句,由于我们在Boy类中的属性都是private的,所以不能直接通过.next获取下一个节点的位置,而是应该调用getNext()方法,srtNext()同理)
//创建一个first节点 private Boy first = null; //添加小孩节点,构成环状结构 public void add(int nums){ //先对nums的数值做一个校验 if(nums < 1){ System.out.println("nums的值不正确"); return; } Boy curBoy = null; //使用for循环来创建环形链表 for(int i = 1;i <= nums;i++){ //根据编号创建节点 Boy boy = new Boy(i); //如果是第一个小孩 if(i == 1){//自己连接自己,形成环 first = boy; first.setNext(first); curBoy = boy; }else{ //否则的话,依次往上连接,期间要注意辅助指针的后移 curBoy.setNext(boy); boy.setNext(first); curBoy = boy; } } }
2.再写一个打印链表的方法:
从头循环,首先需要判断链表是否为空,为空直接跳出,不为空则继续,让辅助指针帮助我们完成遍历输出的操作。 public void showBoy(){ if(first == null){ return; } Boy curBoy = first; while(true){ System.out.printf("小孩的编号是%d\n",curBoy.getNo()); if(curBoy.getNext() == first){ break; } curBoy = curBoy.getNext(); } }
3.最后就是小孩出圈的操作了
第一步同样是先对传入的数据进行检测,数据合理就让first和helper指针先移动到对应位置上,出圈操作时碰到一个合适的就输出,是一个循环操作,当只剩下一个节点的时候认为遍历结束。
//小孩出圈操作 //startNo表示的是从那个人小孩开始数 //countNum表示的是数几下 //nums表示的是共有几个小孩 public void countBoy(int startNo,int countNum,int nums){ //小对数据进行检验 if(first == null || startNo < 1 || startNo > nums){ System.out.println("参数有误"); return; } Boy helper = first; //要让curBoy指向单向循环链表的最后一个节点 while(true){ if(helper.getNext() == first){ break; } helper = helper.getNext(); } //下一步是报数,在这之前先让两个指针移动到k位置 for(int i = 0;i < startNo - 1;i++){ first = first.getNext(); helper = helper.getNext(); } //出圈是一个循环操作,直到只剩下一个节点 while(true) { if (helper == first) { break; } //让helper和first同时移动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的小孩节点 System.out.printf("小孩%d出圈\n",first.getNo()); //将first指向的小孩出圈 first = first.getNext(); helper.setNext(first); //相当于helper.next = first,由于next是私有的,所以只能这么操作 } System.out.printf("最后留在圈中的小孩的编号是%d\n",first.getNo()); }
上全部的代码:
package DoubleLinkedListdmeo; public class Josephu { public static void main(String[] args) { CircleLinkedList circleLinkedList = new CircleLinkedList(); circleLinkedList.add(25); circleLinkedList.showBoy(); //测试小孩出圈是否正确 circleLinkedList.countBoy(6,4,25); } } class CircleLinkedList{ //创建一个first节点 private Boy first = null; //添加小孩节点,构成环状结构 public void add(int nums){ //先对nums的数值做一个校验 if(nums < 1){ System.out.println("nums的值不正确"); return; } Boy curBoy = null; //使用for循环来创建环形链表 for(int i = 1;i <= nums;i++){ //根据编号创建节点 Boy boy = new Boy(i); //如果是第一个小孩 if(i == 1){//自己连接自己,形成环 first = boy; first.setNext(first); curBoy = boy; }else{ //否则的话,依次往上连接,期间要注意辅助指针的后移 curBoy.setNext(boy); boy.setNext(first); curBoy = boy; } } } public void showBoy(){ if(first == null){ return; } Boy curBoy = first; while(true){ System.out.printf("小孩的编号是%d\n",curBoy.getNo()); if(curBoy.getNext() == first){ break; } curBoy = curBoy.getNext(); } } //小孩出圈操作 //startNo表示的是从那个人小孩开始数 //countNum表示的是数几下 //nums表示的是共有几个小孩 public void countBoy(int startNo,int countNum,int nums){ //小对数据进行检验 if(first == null || startNo < 1 || startNo > nums){ System.out.println("参数有误"); return; } Boy helper = first; //要让curBoy指向单向循环链表的最后一个节点 while(true){ if(helper.getNext() == first){ break; } helper = helper.getNext(); } //下一步是报数,在这之前先让两个指针移动到k位置 for(int i = 0;i < startNo - 1;i++){ first = first.getNext(); helper = helper.getNext(); } //出圈是一个循环操作,直到只剩下一个节点 while(true) { if (helper == first) { break; } //让helper和first同时移动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的小孩节点 System.out.printf("小孩%d出圈\n",first.getNo()); //将first指向的小孩出圈 first = first.getNext(); helper.setNext(first); //相当于helper.next = first,由于next是私有的,所以只能这么操作 } System.out.printf("最后留在圈中的小孩的编号是%d\n",first.getNo()); } } class Boy { private int no; //每个孩子的编号 Boy next; //指向下一个节点 public Boy(int no){ this.no = no; } public void setNext(Boy next) { this.next = next; } public Boy getNext() { return next; } public int getNo() { return no; } public void setNo(int no) { this.no = no; } @Override public String toString() { return "Boy{" + "no=" + no + '}'; } }
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