Java数据结构 循环链表 约瑟夫问题

Java数据结构 循环链表 约瑟夫问题

1. 循环链表
         循环链表的原理就是普通单链表最后一个节点的next指向头节点，而不是NULL。
2. 实际应用：约瑟夫问题
         问题：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，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。

Java约瑟夫问题测试案例

package com.linkedlist;

public class Josepfu {
public static void main(String[] args) {
//测试构建环形链表和遍历是否ok
CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
circleSingleLinkedList.addBoy(125);//加入125个小孩节点
circleSingleLinkedList.showBoy();
System.out.println();

//测试小孩出圈
circleSingleLinkedList.countBoy(10, 20, 125);
}
}

//创建一个环形的单链表
class CircleSingleLinkedList {
//创建一个first节点，当前没有编号
private Boy first = null;

//添加Boy节点，构建一个环形链表
public void addBoy(int nums) {
//nums自检
if (nums < 1) {
System.out.println("nums值不正确");
return;
}
Boy curBoy = null;//辅助指针
//使用for循环构建环形链表
for (int i = 1; i < nums; i++) {
//根据编号，创建Boy节点
Boy boy = new Boy(i);
//如果是第一个Boy节点
if (i == 1) {
first = boy;
first.setNext(first);//构成环
curBoy = first;//curBoy指向第一个节点
} else {
curBoy.setNext(boy);//curBoy指向下一个节点
boy.setNext(first);//boy指向第一个节点
curBoy = boy;//curBoy节点后移
}
}
}

//遍历当前环形链表
public void showBoy() {
//判断是否为空
if (first == null) {
System.out.println("没有任何小孩");
return;
}
//first不能动，需要使用使用辅助指针
Boy curBoy = first;
while (true) {
System.out.printf("小孩的编号%d\n", curBoy.getNo());
if (curBoy.getNext() == first) {//遍历完毕
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();//curBoy后移
}
}

//根据用户输入，计算小孩出圈顺序
/*
* @param startNo
*      表示从第几个小孩开始数数
* @Param countNum
*      表示数几下
* @Param nums
*      表示最初有多少小孩在圈中
* */
public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {
//数据自检
if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) {
System.out.println("参数输入有误，请重新输入");
return;
}
//需要辅助指针 并指向链表最后的节点
Boy helper = first;
while (true) {
if (helper.getNext() == first) {//说明helper指向最后小孩节点
break;
}
helper = helper.getNext();
}
//小孩报数，先将first和helper移动k-1次
for (int i = 0; i < startNo - 1; i++) {
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//当小孩报数时，让first和helper指针同时移动m-1然后出圈
//这里是一个循环操作，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;
}
//让first和helper指针同时移动countNum-1
for (int i = 0; i < countNum - 1; i++) {
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//这是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());
//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%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

public Boy(int no) {
this.no = no;
}

public int getNo() {
return no;
}

public void setNo(int no) {
this.no = no;
}

public Boy getNext() {
return next;
}

public void setNext(Boy next) {
this.next = next;
}
}

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