数据结构运用-单向环形链表应用场景

数据结构运用-单向环形链表应用场景

Josephu(约瑟夫、约瑟夫环) 问题

Josephu 问题为：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。

提示：用一个不带头结点的循环链表来处理 Josephu 问题：先构成一个有 n 个结点的单循环链表，然后由 k 结 点起从 1 开始计数，计到 m 时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从 1 开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

 

源码

package com.orz.LinkList;

/**
 * @author orz
 * @create 2020-10-25 13:06
 */
public class Josephu {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkedList list=new CircleSingleLinkedList();
        list.add(6);
        System.out.println("环形链表");
        list.show();
        System.out.println("开始数数");
        list.getJosephuPoint(2,3);
    }

}

class CircleSingleLinkedList{
    //定义一个首节点
    private JosephuNode first=new JosephuNode(-1);

    //根据数值生成环形链表
    public void add(int nums)
    {
        if(nums<1)
        {
            System.out.println("数据不正确");
            return;
        }
        //辅助节点
       JosephuNode cur=null;
        for (int i=1;i<=nums;i++)
        {
            JosephuNode temp=new JosephuNode(i);
            if(i==1)
            {
                first=temp;
                //形成环
                first.setNext(temp);
                cur=first;
            }
            else
            {
                cur.setNext(temp);
                //回指first节点，构成环
                temp.setNext(first);
                cur=cur.getNext();
            }

        }
    }

    //展示环形链表
    public void show()
    {
        if(first.getNext()==null)
        {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //辅助节点
        JosephuNode temp=first;

        while (true) {
            System.out.println(temp);
            //循环结束
            if(temp.getNext() == first)
            {
                break;
            }
            temp = temp.getNext();
        }
    }

    //约瑟夫问题求解
    public void getJosephuPoint(int firstCount,int countNumber)
    {
        if(first.getNext()==null)
        {
            System.out.println("队列为空");
            return;
        }
        //定义helper、firstCountNode作为循环辅助节点
        JosephuNode helper=null;
        JosephuNode firstCountNode=null;
        //temp用于找到从哪个节点开始数数
        JosephuNode temp=first;
        //标记节点是否存在
        boolean flag=false;
        //找出第一个数数的节点
        while (true)
        {
            if(temp.getNext().getNo()==firstCount)
            {
                flag=true;
                break;
            }
            if(temp.getNext()==first)
            {
                break;
            }
            temp=temp.getNext();
        }
        //如果节点不存在，直接退出
        if (!flag)
        {
            System.out.println("该编号不存在");
            return;
        }

        //helper指向第一个数数的节点的前一个
        //firstCountNode指向第一个数数的节点
         helper=temp;
         firstCountNode=helper.getNext();


        while (true)
        {
            //节点开始数数
            for(int i=0;i<countNumber-1;i++)
            {
                firstCountNode=firstCountNode.getNext();
                helper=helper.getNext();
            }
            //本轮选择的节点
            System.out.println(firstCountNode);

            //当helper==firstCountNode表明最后只有一个节点，退出循环
            if(helper==firstCountNode)
            {
                break;
            }
            //选择的节点出圈，节点下移
            firstCountNode=firstCountNode.getNext();
            //helper连接下一个节点
            helper.setNext(firstCountNode);
        }

    }



    public JosephuNode getFirst() {
        return first;
    }

    public void setFirst(JosephuNode first) {
        this.first = first;
    }


}

class JosephuNode{
    private int no;
    private JosephuNode next;

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

    public int getNo() {
        return no;
    }

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

    public JosephuNode getNext() {
        return next;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "JosephuNode{" +
                "no=" + no +
                '}';
    }
}