用c++语言,并采用链表的方式完成Josephus问题,将数小孩,小孩离开,打印结果的操作封装成函数,并采用多文件结构管理程序
时间: 2024-03-08 12:47:10 浏览: 116
好的,我来为您解答这个问题。首先,Josephus 问题是一个经典的数学问题,它描述了一群人围成一圈报数,每报到指定的数就出圈,直到只剩下最后一个人为止。我们可以用链表来模拟这个过程,具体实现如下:
1. 创建一个结构体表示一个小孩,包括序号和指向下一个小孩的指针。
```c++
struct Child {
int index; // 小孩的序号
Child* next; // 指向下一个小孩的指针
};
```
2. 创建一个链表,表示所有小孩围成的圈。
```c++
Child* createCircle(int n) {
Child* head = new Child{1, nullptr}; // 创建第一个小孩
Child* prev = head;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
Child* curr = new Child{i, nullptr}; // 创建下一个小孩
prev->next = curr;
prev = curr;
}
prev->next = head; // 将最后一个小孩的 next 指针指向第一个小孩,形成一个环
return head;
}
```
3. 创建一个函数,模拟报数和出圈的过程,直到只剩下最后一个小孩。
```c++
void playGame(Child* circle, int k) {
Child* prev = circle;
while (prev->next != prev) { // 只要还有两个以上的小孩,就继续报数
for (int i = 1; i < k; i++) {
prev = prev->next; // 报数
}
Child* curr = prev->next; // 当前要出圈的小孩
prev->next = curr->next; // 将当前小孩从链表中删除
std::cout << curr->index << " "; // 打印出圈的小孩编号
delete curr; // 释放内存
}
std::cout << prev->index << std::endl; // 打印最后一个小孩的编号
delete prev; // 释放内存
}
```
4. 最后,我们将这些函数封装成一个独立的模块,并将头文件和源文件分离,使用多文件结构管理程序。
Josephus.h:
```c++
#ifndef JOSEPHUS_H
#define JOSEPHUS_H
struct Child {
int index; // 小孩的序号
Child* next; // 指向下一个小孩的指针
};
Child* createCircle(int n);
void playGame(Child* circle, int k);
#endif
```
Josephus.cpp:
```c++
#include "Josephus.h"
#include <iostream>
Child* createCircle(int n) {
Child* head = new Child{1, nullptr}; // 创建第一个小孩
Child* prev = head;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
Child* curr = new Child{i, nullptr}; // 创建下一个小孩
prev->next = curr;
prev = curr;
}
prev->next = head; // 将最后一个小孩的 next 指针指向第一个小孩,形成一个环
return head;
}
void playGame(Child* circle, int k) {
Child* prev = circle;
while (prev->next != prev) { // 只要还有两个以上的小孩,就继续报数
for (int i = 1; i < k; i++) {
prev = prev->next; // 报数
}
Child* curr = prev->next; // 当前要出圈的小孩
prev->next = curr->next; // 将当前小孩从链表中删除
std::cout << curr->index << " "; // 打印出圈的小孩编号
delete curr; // 释放内存
}
std::cout << prev->index << std::endl; // 打印最后一个小孩的编号
delete prev; // 释放内存
}
```
然后,我们可以在主函数中调用这些函数:
```c++
#include "Josephus.h"
int main() {
int n, k;
std::cout << "请输入小孩的数量和报数的数字:" << std::endl;
std::cin >> n >> k;
Child* circle = createCircle(n);
playGame(circle, k);
return 0;
}
```
以上就是用 C++ 语言实现 Josephus 问题的方式,并采用多文件结构管理程序的方法来组织代码。
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