使用C语言设计循环单链表,实现约瑟夫环的求解。每位同学的队列长度为学号后3位/2向下取整,取模的基数为4。生成完整代码
时间: 2024-09-15 12:11:13 浏览: 45
循环队列求解约瑟夫环问题.zip
约瑟夫环(Josephus Problem)是一个经典的数学问题,涉及到在一个环形数组中删除元素的问题。要使用C语言设计一个循环单链表并实现约瑟夫环,首先我们需要创建链表节点结构、定义链表操作以及实现约瑟夫环的逻辑。
下面是基本的步骤和代码示例:
1. 定义链表节点结构:
```c
#include <stdio.h>
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node;
Node* createNode(int data) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
newNode->data = data;
newNode->next = NULL;
return newNode;
}
```
2. 创建链表和添加元素到链表:
```c
void append(Node** head, int data) {
if (*head == NULL) {
*head = createNode(data);
} else {
Node* temp = *head;
while (temp->next != NULL) {
temp = temp->next;
}
temp->next = createNode(data);
}
}
// 模拟链表长度按规则调整
void adjustLength(Node** head, int mod) {
int size = 0;
Node* temp = *head;
while (temp != NULL) {
size++;
temp = temp->next;
}
// 如果链表长度大于mod,根据要求截断
if (size % mod > 0) {
Node* newHead = createNode(*head->data);
Node* prev = newHead;
for (int i = 1; i <= size - mod; i++) {
prev->next = prev->next->next;
if (prev->next == NULL) {
prev->next = newHead;
}
prev = prev->next;
}
*head = newHead;
}
}
```
3. 实现约瑟夫环算法:
```c
int josephus(Node* head, int steps, int modulus) {
Node* slow = head;
Node* fast = head;
// 寻找环的起点
while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
if (fast == NULL || fast-1; // 链表为空或只有一个节点,不构成环
}
slow++; // 起点位于原链表之后
// 开始循环
for (int i = 1; i <= steps; i++) {
fast = fast->next;
if (fast == slow) { // 删除节点
Node* temp = slow;
slow = slow->next;
free(temp);
}
}
return slow->data; // 返回最后一个存活的学生编号
}
```
现在你可以使用这些函数来构建链表并解决约瑟夫环问题。例如:
```c
int main() {
Node* head = NULL;
// 添加学生数据
append(&head, 123); // 学号为123
append(&head, 456);
append(&head, 789);
int steps = 7; // 删除间隔
int modulus = 4; // 核心基数
adjustLength(&head, modulus);
int result = josephus(head, steps, modulus);
printf("Josephus sequence: The last student standing has number %d\n", result);
return 0;
}
```
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