问题描述:约瑟夫环问题的一种描述是:编号为1,2,...,n的n个人按顺时针方向围坐一圈,每人持有一个密码(正整数)。一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数,报到m时停止报数。报m的人出列,将他的密码作为新的m值,从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数,如此下去,直到所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。 基本要求:利用单向循环链表模拟此过程,按照出列的顺序印出各人的编号。 测试数据:m的初值为20;n=7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4,首先m值为6(正确的出列顺序应为6,1,4,7,2,3,5)。 实现提示:程序运行后,首先要求用户指定初始报数上限值,然后读取各人的密码。可设n<=30。此题所用的循环链表中不需要头结点,注意空表和非空表的界限。自选测试数据m,n从自己学号中取数据。 选做内容:向上述程序中添加在顺序结构中实现的部分。
时间: 2023-10-20 12:05:26 浏览: 70
好的,这是您的问题:如何利用单向循环链表模拟约瑟夫环问题,并按照出列的顺序印出各人的编号?
以下是实现该问题的思路和代码示例:
1. 定义一个 Node 结构体,表示链表的节点,包含三个属性:编号、密码和指向下一个节点的指针。
```c++
struct Node {
int id;
int password;
Node* next;
};
```
2. 定义一个循环链表的类,包含两个属性:链表的头节点和链表的长度。其中头节点为空,长度为0。
```c++
class Josephus {
public:
Josephus() {
head = nullptr;
length = 0;
}
private:
Node* head;
int length;
};
```
3. 定义一个方法 addNode,用于向链表中添加节点。该方法接受两个参数:节点的编号和密码。如果链表为空,将新节点作为头节点。否则将新节点插入到链表末尾。
```c++
void addNode(int id, int password) {
Node* node = new Node{id, password, nullptr};
if (head == nullptr) {
head = node;
head->next = head;
} else {
Node* tail = head;
while (tail->next != head) {
tail = tail->next;
}
tail->next = node;
node->next = head;
}
length++;
}
```
4. 定义一个方法 removeNode,用于从链表中删除节点。该方法接受一个参数:要删除的节点的指针。如果要删除的是头节点,需要将头节点指向下一个节点。最后将该节点从链表中删除。
```c++
void removeNode(Node* node) {
if (head == node) {
head = head->next;
}
Node* prev = head;
while (prev->next != node) {
prev = prev->next;
}
prev->next = node->next;
delete node;
length--;
}
```
5. 定义一个方法 josephus,用于模拟约瑟夫环问题。该方法接受一个参数:报数上限值 m。首先将链表中所有节点的密码设置为输入的密码,然后从头节点开始报数,直到链表中只剩下一个节点为止。每次报数时,将指针移动 m-1 个节点,然后将该节点从链表中删除。
```c++
void josephus(int m) {
Node* current = head;
while (length > 1) {
for (int i = 0; i < m - 1; i++) {
current = current->next;
}
Node* toRemove = current->next;
current->password = toRemove->password;
removeNode(toRemove);
current = current->next;
}
std::cout << "出列的顺序:";
printAll();
}
```
6. 定义一个方法 printAll,用于按照出列顺序印出各人的编号。该方法遍历链表,将每个节点的编号输出到控制台。
```c++
void printAll() {
Node* current = head;
while (current != nullptr) {
std::cout << current->id << " ";
current = current->next;
}
std::cout << std::endl;
}
```
完整代码如下: