Java – 数据结构与算法 – 单向环形链表

约瑟夫问题

约瑟夫问题图解

代码示例

package com.zyy.linkedlist;

public class Josepfu {

    public static void main(String[] args) {
        // 测试一把看看构建环形链表，和遍历是否ok
        CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
        circleSingleLinkedList.addBoy(5);
        circleSingleLinkedList.showBoy();

        // 测试一把小孩出圈顺序是否正确
        circleSingleLinkedList.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,构造成一个环形的链表
    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,帮助构造环形链表
        // 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);
            // 如果时第一个小孩
            if(i == 1){
                first = boy;
                first.setNext(first); // 构成环
                curBoy = first; // 让CurBoy指向第一个小孩
            } 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.printf("小孩的编号 %d \n",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

    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;
        }
        // 创建要给辅助指针,帮助完成小孩出圈
        Boy helper = first;
        // 需求创建一个辅助指针(变量) helper, 实现应该指向环形链表的最后这个节点
        while(true){
            if(helper.getNext() == first){ // 说明helper指向最后小孩节点
                break;
                // first 指向单向链表头节点， helper 指向单向链表末尾节点
            }
            helper = helper.getNext(); // helper辅助节点后移一位
        }
        // 小孩报数前,先让first 和 helper 移动 k - 1 次 ,找到起始位置
        for(int j = 0 ; j < startNo - 1; j ++){
            first = first.getNext();
            helper = helper.getNext();
        }
        // 当小孩报数时,让first 和 helper 指针同时的移动 m-1 次,然后出圈
        // 这里是一个循环操作,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
            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.printf(" 小孩%d 出圈 \n",first.getNo());
            // 这时将first 指向的小孩节点出圈
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号 %d \n",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,默认null

    // 构造器
    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;}

}

约瑟夫问题运行结果