单向环形链表
Josephu(约瑟夫)问题
Josephu问题为:设编号为1,2,3,…,n的n个人围坐在一全圈,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,以此类推,直到所有人出列为止,由此产生一个出队编号的序列
提示:用一个不带头节点的循环链表来处理Josephu问题:先构成一个有n个节点单循环链表,然后由k节点起从1开始计数,计到m时,对应节点从链表中删除,然后再从被删除的节点的下一个节点又从1开始计数,直到最后一个节点从链表中删除,算法结束
构建一个单向环形链表思路
- 先构建第一个节点,让first指向该节点,并形成环形
- 后面当我们每创建一个节点,就把该节点,加入到已有的环形链表中即可
遍历该环形链表
- 先让一个辅助指针(变量)curBoy,指向first节点
- 然后通过一个while循环遍历该环形链表即可,curBoy.next=first结束
出圈思路
- 需要创建一个辅助指针(变量)helper,事先应该指向环形链表的最后这个节点
- 补充:小孩报数前,先让first和helper移动k-1次
- 当小孩报数时,让first和helper指针同时移动m-1次
- 这时就可以将first指向的小孩节点出圈
- first=first.next
- helper.next=first
-
原来first指向的节点就没有任何引用,就会被回收
public class Josephu {
public static void main(String[] args) {
// 测试构建和遍历
CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
int nums = 25;
circleSingleLinkedList.addBoy(nums);
circleSingleLinkedList.showBoy();
// 测试出圈 circleSingleLinkedList.countBoy(8, 2, nums); }
}
//创建一个环形单向链表
class CircleSingleLinkedList {
// 创建一个first节点,当前没有编号
private Boy first = null;
// 添加节点,构建成一个环形链表 public void addBoy(int nums) { // 对nums做一个数据校验 if (nums < 1) { System.out.println("nums的值不正确~~~"); return; } Boy curBoy = null;// 辅助指针,帮助构建环形链表 // 使用for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); // 如果是第一个节点 if (i == 1) { first = boy; first.setNext(first); curBoy = first;// 让curBoy指向第一个节点 } else { curBoy.setNext(boy); boy.setNext(first); curBoy = boy; } } } // 遍历当前的环形链表 public void showBoy() { // 判断链表是否为空 if (first == null) { System.out.println("链表为空~~~"); return; } // 因为first不能动,因此我们仍然使用一个辅助指针完成遍历 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 } } // 根据用户的输入,计算出小孩出圈的顺序 /** * * @param startNo 表示从第几个小孩开始数 * @param countNum 表示数几下 * @param nums 表示最初有多少个小孩在圈 */ public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) { // 先对数据进行校验 if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) { System.out.println("参数输入有误~~~"); return; } // 创建一个辅助指针,帮助小孩出圈 Boy helper = first; while (true) { if (helper.getNext() == first) {// 说明helper指向最后 break; } helper = helper.getNext(); } // 小孩报数前,先让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次,然后出圈 // 循环,直到圈中只有一个节点 while (true) { if (helper == first) { break; } // 让first和helper指针同时移动countNum-1,然后出圈 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()); // 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,默认null
}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; }