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2种方法求解约瑟夫环问题

2011-08-17 09:58 956 查看
问题:n个人围成一圈缝m报数,数到m的出列,后面的人开始继续从1开始,数到m的出列,问最后剩下的一个人的序号是多少。

一.循环单链表求解
//循环队列求解约瑟夫问题
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct student
{
int data;
struct student *next;
}Node;

void Delete(Node *p)//(1)
{
Node *q;
int j=1;
q=p->next;
p->next=q->next;
free(q);
}

Node *Create(int n)
{
Node *head=(Node *)malloc(sizeof(Node));
Node *s, *r;
r=head;
for(int i=1; i<=n; i++)
{
s=(Node *)malloc(sizeof(Node));
s->data=i;
r->next=s;
r=s;
}
r->next=head->next;//(2)
return head;
}

void Josephus(Node *head, int n, int m)//约瑟夫环主题函数
{
Node *p;
p=head->next;
int k=0;
while(p!=p->next)//如果p==p->next了,说明只有一个节点了,目标达成。
{
k++;
if(k==m-1)//(3)
{
k=0;
Delete(p);
}
p=p->next;
}
printf("\n%d is left\n",p->data);
}

int main()
{
Node *head;
int n, m;
printf("Input n and m\n");
scanf("%d%d",&n,&m);//n是元素个数,m是到缝m报数,m必须大于
head=Create(n);
Josephus(head, n,m);
system("pause");

return 0;
}
注意://(1)这个函数与之前的队列各种操作合集里面的Del不一样。那个个参数,一个头结点一个待删除节点的序号i。先找到第i-1个节点。然后删除。这个不太一样,仅仅是一个参数,而且是传递是某个指针。注意,由于单链表无法向前寻找,所以我传递的节点的指针过来之后,只能删除这个节点的后面一个节点,所以无法删除传递节点,只能删除传递节点的后一个节点。所以要在后面的函数体里面稍微处理一下。
//(2)此处灵活处理了一下,还是保持带头节点的风范--头结点head里面不存值,head->next开始存值。但是考虑到在回环的时候因为head里面不存值,还得每次都判断,不方便,就不把尾节点的next指向head了,而是尾节点的next直接指向head的next。这样就不用每次都判断了,反正head也没啥用。
//(3)这里最关键,按照数组方法,这里是k==m做判断,因为k从开始,第一个节点的时候k=1,然后依次递增。当增到m的时候,说明到了m个,开始报数,然后按理说改删除这个节点,而此时,p也正好移动到了m号节点。但是由于Delete函数删除的是所给节点的后续节点。所以此处判断就要改为k==m-1,到m-1的时候,p也指向m-1的节点,这时把p传给Delete就可以删除第m节点了。

运行结果如下:



二.数组方式求解
//数组求解约瑟夫问题
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define nmax 150
int main()
{
int  i, k, out_cnt, n, m, num[nmax], *p;
printf("please input n and m:\n");
scanf("%d%d",&n, &m);
p=num;
for(i=0;i<n;i++)
{
*(p+i)=i+1;
}
i=0;
k=0;
out_cnt=0;//out_cnt是用来计数出列个数的,一共出列n-1个,所以下面的while循环以out_cnt<n-1为边界条件,out_num从0-n-2一共n-1个,出列了n-1也就是只剩个在列了
while(out_cnt<n-1)
{
if(*(p+i)!=0)
{
k++;
}
if(k==m)
{
*(p+i)=0;//链表方法中出列元素删除节点,这里无法删除,采取置的方法。
k=0;
out_cnt++;//每缝k==m,出列一个,out_cnt++
}
i++;//每个循环结尾都有i++,好用来计算p[i],跟链表方法里的p=p->next类似。
if(i==n)
{
i=0;
}
}
while(*p==0)//跳过出列元素,找到剩下的那个
{
p++;
}
printf("%d is left\n",*p);
system("pause");
return 0;
}
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