一方向の循環リンクリスト
単一リンクリスト内の割り込みノードのポインタ端をヘッドノードへのnullポインタに変更すると、単一リンクリスト全体がリングを形成します。この種の詳細な単一リンクリストは、単一循環リンクリストと呼ばれます。 、または略して循環リンクリスト。
概略図:
注:
①循環リンクリストにNULLポインタはありません。トラバーサル操作に関しては、その終了条件は、非循環リンクリストのようにpまたはp-> nextが空であるかどうかを判断することではなく、それらがヘッドポインタやテールポインタ。
②単一リンクリストでは、既知のノードから開始して、そのノードとそれに続くノードのみにアクセスでき、ノードの前にある他のノードは見つかりません。シングルサイクルリンクリストでは、リスト内のすべてのノードに任意のノードからアクセスできます。この利点により、特定の操作をシングルサイクルリンクリストに簡単に実装できます。
ジョセフの質問
ジョセフの質問は次のとおりです。番号1、2、... nのn人が円を描いて座っており、番号k(1 <= k <= n)の人が1から数え始めることに同意し、数える人がto mが消えます。、その次の桁は1から数え始め、mまで数えた人は再び消え、以下同様に全員が消えるまで続き、一連のデキュー番号が生成されます。
ヒント:
ジョセフの問題に対処するには、先行ノードのない循環リンクリストを使用します。最初にn個のノードで単一の循環リンクリストを作成し、次にノードkから1からカウントします。mをカウントすると、対応するノードはリンクリストから開始します。 。リストから削除し、最後のノードがリンクリストから削除されてアルゴリズムが終了するまで、削除されたノードの次のノードからもう一度1から数えます。
コード:
リンクリストノードの構造を次のように定義します。
// 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
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; }
}
循環リンクリストの作成
numsを入力して、numsノードの循環リンクリストを作成します。
// 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;
}
}
}
ユーザーの入力に従って、子供が円から外れる順序を計算します
/**
*
* @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 , 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,知道圈中只有一个节点
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
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());
}
完全なコード
public class Josephu {
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.addBoys(5);// 加入5个小孩节点
Boy b1 = new Boy(1);
Boy b2 = new Boy(2);
Boy b3 = new Boy(3);
Boy b4 = new Boy(4);
Boy b5 = new Boy(5);
circleSingleLinkedList.addBoy(b2);
circleSingleLinkedList.addBoy(b1);
circleSingleLinkedList.addBoy(b5);
circleSingleLinkedList.addBoy(b4);
circleSingleLinkedList.addBoy(b3);
circleSingleLinkedList.showBoy();
circleSingleLinkedList.delete(1);
System.out.println("删除节点1");
circleSingleLinkedList.showBoy();
circleSingleLinkedList.delete(3);
System.out.println("删除节点3");
circleSingleLinkedList.showBoy();
circleSingleLinkedList.delete(5);
System.out.println("删除节点5");
circleSingleLinkedList.showBoy();
//测试一把小孩出圈是否正确
// circleSingleLinkedList.countBoy(1, 2, 5); // 2->4->1->5->3
//String str = "7*2*2-5+1-5+3-3";
}
}
// 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 addBoys(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;
}
}
}
//添加单个节点 按递增序插入
public void addBoy( Boy boy){
if(first ==null){
//如果第一个节点为空,即链表为空
first = boy;
first.setNext(first);
return;
}
else{
boolean flag = false; // flag标志添加的编号是否存在,默认为false
Boy curBoy = first; // 辅助指针,
while (true){
if (first.getNo() > boy.getNo()){
//插入到左端,即插入到first的前面
boy.setNext(curBoy);
curBoy.setNext(boy);
first = boy;
break;//插入完成直接返回
}
if (curBoy !=first && curBoy.getNext() == first){
//说明链表已经遍历完,则新节点插入到原理链表的最后
curBoy.setNext(boy);
boy.setNext(first);
break;
}
if(curBoy.getNext().getNo() > boy.getNo()){
//找到待插入的位置
boy.setNext(curBoy.getNext());//插入方式与普通单链表的方式相同
curBoy.setNext(boy);
break;
}
if (curBoy.getNext().getNo() == boy.getNo()){
System.out.println("待插入结点已经存在,不能重复插入");
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();//后移
}
}
}
//移除环形链表中的某个节点
public void delete(int no){
Boy curBoy = first;
if (first.getNo() == no){
//删除的是第一个节点
//如果链表中只有一个节点
if(first.getNext() ==first){
first =null;//将first置为空即可
}
else {
//找到链表的最后一个节点
curBoy = curBoy.getNext();
while (curBoy.getNext() != first){
curBoy = curBoy.getNext();
}
curBoy.setNext(first.getNext());//将最后一个节点指向first的下一个节点
first = first.getNext();//将first后移一位
}
return;
}
//遍历链表,找到待删除的点
boolean flag = false;//判断是否找到了待删除节点
while (true){
if (curBoy.getNext().getNo() == no){
//找到
//判断待删除节点是不是链表的最后一个节点
if (curBoy.getNext().getNext() ==first){
//是
curBoy.setNext(first);
}else {
//否
curBoy.setNext(curBoy.getNext().getNext());
}
flag=true;
break;
}
if (curBoy.getNext()==first){
//遍历完
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();
}
if (flag ==false){
System.out.printf("未找到待删除节点 %d",no);
}
}
// 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
/**
*
* @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 , 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,知道圈中只有一个节点
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
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
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; }
}