约瑟夫(环)问题(Josephu)(单向环形链表)

问题描述

代码实现

package com.atguigu.linkedlist;

import com.sun.org.apache.bcel.internal.generic.NEW;

/**
 * @创建人 wdl
 * @创建时间 2021/3/19
 * @描述
 */
public class Josepfu {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //测试一把看看构建的环形链表和遍历是否正确
        CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList=new CircleSingleLinkedList();
        circleSingleLinkedList.addBoy(125);//加入5个小孩节点
        circleSingleLinkedList.showBoy();

        //测试一把小孩出圈是否正确
        circleSingleLinkedList.countBoy(10,20,125);

    }
}

//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，构建成一个环形的链表
    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，帮助我们构建环形链表
        //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);
            //如果是第一个小孩
            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.println("小孩的编号"+curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext()==first){
    
    //说明已经遍历完毕
                break;
            }
            curBoy=curBoy.getNext();
        }
    }

    //根据用户的输入，计算出小孩出圈的顺序

    /**
     *
     * @param startNo 表示从第几个小孩开始数数
     * @param countNum  表示数几下
     * @param nums  表示最初有多少个小孩在圈中
     */
    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;
        }
        //创建一个辅助指针，帮助完成小孩出圈
        Boy helper=first;
        //需要创建一个辅助指针(变量)helper，事先应该指向环形链表的最后这个节点
        while (true){
    
    
            if(helper.getNext()==first){
    
    //说明helper指向了最后小孩节点
                break;
            }
            helper=helper.getNext();
        }
        //小孩报数前，先让first和helper移动k-1次
        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指针同时的移动countNum-1次，然后出圈
            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.println("小孩"+first.getNo()+"出圈");
            //这时将first指向的节点出圈
            first=first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.println("最后留在圈中的小孩编号"+helper.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，默认为null
    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;
    }
}