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C語(yǔ)言基于循環(huán)鏈表如何解決約瑟夫環(huán)問題

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概述:

約瑟夫環(huán)問題,是一個(gè)經(jīng)典的循環(huán)鏈表問題,題意是:已知 n 個(gè)人(以編號(hào)1,2,3,…,n分別表示)圍坐在一張圓桌周圍,從編號(hào)為 k 的人開始順時(shí)針報(bào)數(shù),數(shù)到 m 的那個(gè)人出列;他的下一個(gè)人又從 1 還是順時(shí)針開始報(bào)數(shù),數(shù)到 m 的那個(gè)人又出列;依次重復(fù)下去,要求找到最后出列的那個(gè)人。

例如有 5 個(gè)人,要求從編號(hào)為 3 的人開始,數(shù)到 2 的那個(gè)人出列:

C語(yǔ)言基于循環(huán)鏈表如何解決約瑟夫環(huán)問題

出列順序依次為:

編號(hào)為 3 的人開始數(shù) 1,然后 4 數(shù) 2,所以 4 先出列;
4 出列后,從 5 開始數(shù) 1,1 數(shù) 2,所以 1 出列;
1 出列后,從 2 開始數(shù) 1,3 數(shù) 2,所以 3 出列;
3 出列后,從 5 開始數(shù) 1,2 數(shù) 2,所以 2 出列;
最后只剩下 5 自己,所以 5 出列。

代碼實(shí)現(xiàn):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct node{
  int number;
  struct node * next;
}person;
person * initLink(int n){
  person * head=(person*)malloc(sizeof(person));
  head->number=1;
  head->next=NULL;
  person * cyclic=head;
  for (int i=2; i<=n; i++) {
    person * body=(person*)malloc(sizeof(person));
    body->number=i;
    body->next=NULL; 
    cyclic->next=body;
    cyclic=cyclic->next;
  }
  cyclic->next=head;//首尾相連
  return head;
}
void findAndKillK(person * head,int k,int m){
  person * tail=head;
  //找到鏈表第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的上一個(gè)結(jié)點(diǎn),為刪除操作做準(zhǔn)備
  while (tail->next!=head) {
    tail=tail->next;
  }
  person * p=head;
  //找到編號(hào)為k的人
  while (p->number!=k) {
    tail=p;
    p=p->next;
  }
  //從編號(hào)為k的人開始,只有符合p->next==p時(shí),說明鏈表中除了p結(jié)點(diǎn),所有編號(hào)都出列了,
  while (p->next!=p) {
    //找到從p報(bào)數(shù)1開始,報(bào)m的人,并且還要知道數(shù)m-1de人的位置tail,方便做刪除操作。
    for (int i=1; i<m; i++) {
      tail=p;
      p=p->next;
    }
    tail->next=p->next;//從鏈表上將p結(jié)點(diǎn)摘下來
    printf("出列人的編號(hào)為:%d\n",p->number);
    free(p);
    p=tail->next;//繼續(xù)使用p指針指向出列編號(hào)的下一個(gè)編號(hào),游戲繼續(xù)
  }
  printf("出列人的編號(hào)為:%d\n",p->number);
  free(p);
}
int main() {
  printf("輸入圓桌上的人數(shù)n:");
  int n;
  scanf("%d",&n);
  person * head=initLink(n);
  printf("從第k人開始報(bào)數(shù)(k>1且k<%d):",n);
  int k;
  scanf("%d",&k);
  printf("數(shù)到m的人出列:");
  int m;
  scanf("%d",&m);
  findAndKillK(head, k, m);
  return 0;
}

輸出:

輸入圓桌上的人數(shù)n:5
從第k人開始報(bào)數(shù)(k>1且k<5):3
數(shù)到m的人出列:2
出列人的編號(hào)為:4
出列人的編號(hào)為:1
出列人的編號(hào)為:3
出列人的編號(hào)為:2
出列人的編號(hào)為:5

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標(biāo)題來源:http://aaarwkj.com/article34/jjpcse.html

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