5、循环链表的应用(约瑟夫回环问题) n个数据元素构成一个环,从环中任意位置开始计数,计到m将该元素从表中取出,重复上述过程,直至表中只剩下一个元素。 提示:用一个无头结点的循环单链表来实现n个元素的存储。 c语言算法代码
时间: 2024-09-29 18:02:45 浏览: 24
循环链表在解决约瑟夫环问题(Josephus Problem)时非常有用。这个问题描述了在一个按照特定步长移除节点的循环队列中,最后剩下的那个人的位置。以下是使用C语言实现的一个简单版本的算法:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node;
// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
newNode->data = data;
newNode->next = NULL;
return newNode;
}
// 查找环形链表的长度(非环部分)
int findCycleLength(Node* head) {
if (head == NULL || head->next == NULL) {
return 0;
}
Node* slow = head;
Node* fast = head->next;
while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow == fast) {
break;
}
}
if (fast == NULL || fast->next == NULL) {
return 0; // 链表不是环形的
}
// 计算快指针到达环起点所需步数
int length = 1;
while (slow != fast) {
slow = slow->next;
fast = fast->next;
length++;
}
return length;
}
// 插入节点到环形链表中的指定位置
void insertAtPosition(Node** head, int position, int data) {
Node* newNode = createNode(data);
if (*head == NULL) {
*head = newNode;
newNode->next = newNode;
} else if (position == 1) {
newNode->next = *head;
*head = newNode;
} else {
int index = 1;
for (Node* current = *head; current != (*head)->next; ++current, ++index) {
if (index == position - 1) {
newNode->next = current->next;
current->next = newNode;
break;
}
}
}
}
// 解决约瑟夫环问题
int josephusProblem(Node* head, int m) {
int cycleLength = findCycleLength(head);
if (cycleLength == 0) {
printf("链表不是一个环\n");
return -1;
}
int step = m % cycleLength; // 约瑟夫步骤
Node* currentNode = head;
int count = 1;
while (nodeCount > 1) {
for (int i = 0; i < step; ++i) {
currentNode = currentNode->next;
}
nodeCount--;
currentNode = currentNode->next;
printf("%d ", currentNode->data); // 打印出每个淘汰的节点
}
printf("%d", currentNode->data); // 输出最后一个存活的节点
return 1; // 表示问题已成功解决
}
int main() {
// 初始化循环链表并设置循环条件
Node* head = createNode(1);
head->next = createNode(2);
head->next->next = createNode(3);
// ... 其他节点添加
int m = 4; // 每隔m个节点删除一个
josephusProblem(head, m);
return 0;
}
```
在这个例子中,`josephusProblem`函数接收链表头节点和步长`m`作为参数,计算环的长度,然后根据规则执行删除操作。注意这只是一个基础实现,实际应用可能需要处理更多边界情况。