java约瑟夫环问题代码 java实现约瑟夫环问题

Josephu (约瑟夫，约瑟夫环) 问题

Josephu问题为：设编号为1，2，3，。。。n的n个人围坐一圈，设定编号为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约瑟夫问题：先构成一个有n个节点的单循环链表，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，然后再从被删除节点的下一个节点起又从1开始计数，直到最后一个节点从链表中删除算法结束。

代码：

package course;

public class Josephu {
	public static void main(String[] args) {
		// 测试，看看构建环形链表和遍历是否正确
		CircleSingleLinkedList circle = new CircleSingleLinkedList();
		circle.addBoy(5); // 加入5个小孩节点
		circle.showBoy();
		
		// 测试小孩出圈是否正确
		circle.countBoy(1, 2, 5);
	}
}

// 创建一个环形的单向链表
class CircleSingleLinkedList {
	// 创建一个first节点，当前没有编号
	private Boy first = null;
	// 添加小孩节点，构建成一个环形的链表
	public void addBoy(int nums) {
		// 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来创建我们的环形链表
		for (int i = 1; i <= nums; i++) {
			// 根据编号创建小孩节点
			Boy boy = new Boy(i);
			// 如果是第一个小孩
			if (i == 1) {
				first = boy;
				first.setNext(first); // 构成环
				curBoy = boy;
			} 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("没有任何小孩");
			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.println("小孩的编号 " + curBoy.getNo());
			if (curBoy.getNext() == first) { // 说明已经遍历完毕
				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数
	 * @param countNum 表示数几下
	 * @param num 表示最初有多少小孩在圈中
	 */
	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，请重新输入");
			return;
		}
		// 创建一个辅助指针，帮助完成小孩出圈
		Boy helper = first;
		// 先让helper指向环形链表的最后
		while(true) {
			if (helper.getNext() == first) { // 说明helper指向最后的小孩节点
				break;
			}
			helper = helper.getNext();
		}
		// 小孩报数前，先让first和helper移动startNo-1次
		for (int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
			first = first.getNext();
			helper = helper.getNext();
		}
		// 当小孩报数时，让first和helper指针同时移动countNum-1次，然后出圈
		// 这里时一个循环操作，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次
			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.println("小孩  " + first.getNo() + " 出圈");
			// 这时将first指向的小孩出圈
			first = first.getNext();
			helper.setNext(first);
		} 
		System.out.println("最有留在权重的小孩编号：" + 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;
	}
	
}

结果：

小孩的编号 1
小孩的编号 2
小孩的编号 3
小孩的编号 4
小孩的编号 5
小孩  2 出圈
小孩  4 出圈
小孩  1 出圈
小孩  5 出圈
最有留在权重的小孩编号：3