数据结构和算法---链表、环形单向链表
单向环形链表介绍
单向环形链表应用场景
Josephu(约瑟夫、约瑟夫环) 问题:
设编号为
提示:用一个不带头结点的循环链表来处理
约瑟夫问题-创建环形链表的思路图解:
约瑟夫问题-小孩出圈的思路分析图:
代码实现:
1 package com.hut.linkedlist;
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3 public class Josepfu {
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5 public static void main(String[] args) {
6 //测试环形链表的构成
7 //创建环形单向链表对象
8 CircleSingleLinkedList circle = new CircleSingleLinkedList();
9 circle.addPerson(20);
10 //显示环形单向链表
11 circle.showPerson();
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13 //测试出圈
14 System.out.println("=========================");
15 circle.countPerson(3, 4, 20);
16
17 }
18
19 }
20
21 //创建一个环形的单向链表
22 class CircleSingleLinkedList{
23 //创建一个first节点,当前没有编号
24 private Person first = null;
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26 //添加个人节点,构建一个环形的单向链表
27 public void addPerson(int nums) { //nums表示要添加的人数
28 //校验nums
29 if(nums < 1) {
30 System.out.println("nums数值有误~~");
31 return;
32 }
33 Person curPerson = null; //辅助变量
34 //使用for循环来构建单向环形链表
35 for(int i =1;i <= nums;i ++) {
36 //根据编号创建个人节点
37 Person person = new Person(i);
38
39 if(i == 1) {
40 first = person;
41 first.setNext(first); //指向first构成环形
42 curPerson = first; //指向第一个人
43 }else {
44 curPerson.setNext(person);
45 person.setNext(first);
46 curPerson = person;
47 }
48 }
49 }
50
51 //根据用户输入,计算个人出圈的顺序
52 /**
53 * startNum:表示开始报数的人的排序,就是K
54 * countNum:表示数多少下,就是m
55 * nums:表示总人数
56 * */
57 public void countPerson(int startNum,int countNum,int nums) {
58 //先进行数据校验
59 if(startNum < 1 || countNum < 1 || startNum > nums ) {
60 System.out.println("输入数据有误,请重新输入~~");
61 return;
62 }
63 //创建辅助变量,帮助个人出圈
64 Person helper = first;
65 //需求创建一个辅助指针(变量) helper , 事先应该指向环形链表的最后这个节点
66 while(true) {
67 if(helper.getNext() == first) { //{ // 说明 helper 指向最后一个人的那个节点
68 break;
69 }
70 helper = helper.getNext();
71 }
72
73 //在每个人报数前,先让 first 和 helper 移动 k - 1 次
74 for(int i=0;i<startNum - 1;i++) {
75 first = first.getNext();
76 helper = helper.getNext();
77 }
78 ///当让人报数时,让 first 和 helper 指针同时 的移动 m - 1 次, 然后出圈
79 //这里是一个循环操作,知道圈中只有一个节点
80 while(true) {
81 if(helper == first) { //说明圈中只有一个节点
82 break;
83 }
84 //让 first 和 helper 指针同时 的移动 countNum - 1
85 for(int j=0;j<countNum - 1;j++) {
86 first = first.getNext();
87 helper = helper.getNext();
88 }
89 //这是first指向的节点就是出圈的节点
90 System.out.printf("个人%d 出圈\n", first.getNo());
91 //这时将first指向的小孩出圈
92 first = first.getNext();
93 helper.setNext(first);;
94 }
95 System.out.printf("最后留在圈中的个人编号%d \n", first.getNo());
96
97 }
98
99 //遍历当前环形单向链表
100 public void showPerson() {
101 //判断链表是否为空
102 if(first == null) {
103 System.out.println("没有任何人~~");
104 return;
105 }
106 //因为first不能动,所以创建一个辅助变量curPerson来帮忙遍历
107 Person curPerson = first;
108 while(true) {
109 System.out.printf("个人的编号为: %d\n",curPerson.getNo());
110 if(curPerson.getNext() == first) {
111 break;
112 }
113 curPerson = curPerson.getNext(); //curPerson后移
114 }
115 }
116
117
118 }
119
120 //创建一个Person类表示节点
121 class Person{
122 private int no; //编号
123 private Person next; //指向下一个节点,默认null
124
125 public Person(int no) {
126 this.no = no;
127 }
128
129 public int getNo() {
130 return no;
131 }
132
133 public void setNo(int no) {
134 this.no = no;
135 }
136
137 public Person getNext() {
138 return next;
139 }
140
141 public void setNext(Person next) {
142 this.next = next;
143 }
144
145
146 }