丢手帕问题 （约瑟夫问题）Java实现

问题:

丢手帕游戏是约瑟夫问题的一个变种,游戏很简单,N个小孩围成一个圈,标号为1到N,从编号为m的小孩开始报数,报到第L个小孩退出游戏,然后下一个小孩继续从1开始报数,数到第L个小孩退出游戏,如此循环,直到剩下最后一个小孩是胜利者.

使用环形链表方式解决问题:

代码如下:

/**
* 描述：
* @作者：niexiaohui
* @创建时间：2016年12月27日
* @修改记录：
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
long starttime=System.currentTimeMillis();
CircleLinkList game=new CircleLinkList(10000, 99, 533);
long endtime=System.currentTimeMillis();
game.play();
long time2=System.currentTimeMillis();
System.out.println("创建链表用了"+(endtime-starttime)/1000.0+"秒");
System.out.println("玩游戏共用了"+(time2-starttime)/1000.0+"秒");
}
}

class Child{
protected int no;
protected Child nextChild;
public Child(int no){
this.no=no;
}
}

class CircleLinkList{
/**
* 参与游戏人数
*/
private int playBoys;
/**
* 从第几个开始数
*/
private int startIndex;
/**
* 数几个小孩退出
*/
private int countNum;
//首个小孩
private Child firstChild;
//标识当前小孩
private Child temp;
/**
*
* @param playBoys 参与游戏人数
* @param startIndex 从第几个开始数
* @param countNum 数几个小孩退出
*/
public CircleLinkList(int playBoys, int startIndex, int countNum) {
super();
this.playBoys = playBoys;
this.startIndex = startIndex;
this.countNum = countNum;
createList();
}
/**
* 创建循环链表
*/
private void createList() {
for (int i = 1; i <=playBoys; i++) {
if (i==1) {//第一个小孩
Child child=new Child(i);
this.firstChild=child;
this.temp=child;
}else if (i==playBoys) {//最后一个小孩
Child child=new Child(i);
this.temp.nextChild=child;
this.temp=child;
this.temp.nextChild=this.firstChild;//最后一个小孩的下一个小孩指向第一个小孩
}else {
Child child=new Child(i);
this.temp.nextChild=child;
this.temp=child;
}
}
}

/**
* 玩游戏
*/
public void play(){
temp=firstChild;
//先找到从第几个小孩开始数
for (int i = 1; i < startIndex; i++) {
temp=temp.nextChild;
}
System.out.println("游戏开始,从第"+temp.no+"个小孩开始数,数到第"+this.countNum+"个小孩退出游戏");
while (this.playBoys>1) {
//找到要退出游戏的前一个小孩
for (int i = 1; i < countNum-1; i++) {
temp=temp.nextChild;
}
//当前temp是要退出的前一个小孩
Child leaveChild=temp.nextChild;//要退出的小孩
System.out.println("当前退出的小孩编号为:" +leaveChild.no);
temp.nextChild=leaveChild.nextChild;
if (leaveChild.no==firstChild.no) {//如果要退出的小孩是第一个小孩,则将第一个小孩重置为退出小孩的下一个小孩
this.firstChild=leaveChild.nextChild;
}
temp=temp.nextChild;
this.playBoys--;//玩游戏人数少一个
}
System.out.println("最后剩下的小孩是:"+ temp.no);
}
}

代码虽然不少,但是并不难懂,有过一点数据结构基础的还是很容易理解的.

使用数组方式解决问题:

代码如下:

/**
* 描述：
*
* @作者：niexiaohui
* @创建时间：2017年1月11日
* @修改记录：
*/
public class Test4 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long starttime = System.currentTimeMillis();
int childrens=10000;//玩游戏的小孩总数
int countNum=533;//数第几个小孩退出游戏
int startNum=99;//开始从第几个人开始数
int count=1;//计数器
int [] arrays=new int[childrens];
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {//为数组初始化值
arrays[i]=1;
}
loop:while(true){
for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
if (i<startNum-1) {//第一次循环找到从第几个小孩开始数数
continue;
}
startNum=0;//开始后将startNum清零
if (arrays[i]!=0) {//值为0的表示已经退出游戏
if (count%countNum==0) {//数到的小孩退出游戏
if (childrens==1) {
System.out.println("游戏胜利的小孩编号为:"+(i+1));
break loop;
}
arrays[i]=0;//退出游戏的小孩值设为0
count=0;//计数器清零,重新计数
childrens--;//玩游戏的人数减一
System.out.println("编号为"+(i+1)+"的小孩退出游戏");
}
count++;
}
}
}
long time2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("玩游戏共用了" + (time2 - starttime)/1000.0 + "秒");
}

}

用数组方式解决问题代码少了很多,效率上,我大致比较了下,随着数到第L个小孩退出游戏,即L的增大,链表的速度会提升,相反数组会下降,如果L值很小的话,数组的效率是高于链表的效率的.