1. 數據結構和算法(四)Java實現環形鏈表

1.1 約瑟夫問題

約瑟夫問題：公元66年，約瑟夫不情愿地參與領導了猶太同胞反抗羅馬統治的起義，后來起義失敗，他和一些寧死不降的起義者被困于一個山洞之中。羅馬將軍韋斯巴薌(Vespasian)派人來勸降，他主張投降，其余的人不答應，并以死相逼。最后，約瑟夫提議，與其死在自己的手上，不如死在彼此的手上。因此他便將游戲規則告知眾人：N個人圍成一圈，從第一個人開始報數，報到m的人被殺，剩下的人繼續從1開始報數，報到m的人繼續被殺；如此往復，直到剩下最后一個人。他就是運用這個游戲規則最終活了下來，被后人稱為約瑟夫環問題。

圖解1：

假設n=6，總共有6個人，k=1,從第一個人開始報數，m=5,每次數五個。

圖解2：

第一次報數：從一號開始，數五個數，1->2->3->4->5，數完五個數，五號被殺死，第一次報數后，剩余人數如

下。

圖解3：

第二次報數： 從被殺死的五號的下一位開始報數，也就是六號，數五個數，6->1->2->3->4，數數完畢，四號被殺死，第二次報數后，剩余人數如下。

圖解4：

第三次報數： 從被殺死的四號的下一位開始報數，同樣是六號，數五個數，6->1->2->3->6，數數完畢，六號被殺死，第三次報數后，剩余人數如下。

圖解5：

第四次報數： 從被殺死的六號的下一位開始報數，也就是一號，數五個數，1->2->3->1->2，數數完畢，二號被殺死，第四次報數后，剩余人數如下。

圖解6：

第五次報數： 從被殺死的二號的下一位開始報數，也就是三號，數五個數，3->1->3->1->3，數數完畢，三號被殺死，只剩下一號，最后活下來的是1號。

1.2 約瑟夫JAVA實現

現實思路：

創建出n個節點的環形鏈表，即n = 5。代表生成5個人。

需要創建兩個變量，分別為first和last分別指向，第一個人和第一個的上一個人。在報數前，先讓first和last分別移動k-1次。

將first指向的人殺死，并打印殺死的人號碼。當前first == last時，說明游戲結束最后一個人活了下來。

數據結構-代碼：

package com.yuanxw.datastructure.chapter4;

/**

* 環形鏈表

*/

public class Person {

// 編號

private int number;

// 下一個報數的人

private Person next;

public int getNumber() {

return number;

}

public void setNumber(int number) {

this.number = number;

}

public Person getNext() {

return next;

}

public void setNext(Person next) {

this.next = next;

}

}

環形鏈表-代碼：

package com.yuanxw.datastructure.chapter4;

/**

* 自定義 環形鏈表

*/

public class CustomCyclicLinkedList {

public Person first = null;

public Person last = null;

private int size = 0;

/**

* 生成人員環形列表

*

* @param n

* @return

*/

public boolean builder(int n) {

if (n < 1) {

throw new RuntimeException("參數n必須大于1。");

}

for (int i = 1; i <= n; i++) {

Person person = new Person();

person.setNumber(i);

if (i == 1) {

first = person;

first.setNext(first);

last = first;

} else {

last.setNext(person);

person.setNext(first);

last = person;

}

}

size = n;

return true;

}

/**

* @param n 從第n個人開始報數

* @param m 每次隔幾個人

* @return

*/

public String kill(int n, int m) {

StringBuilder builder = new StringBuilder();

if (first == null) {

throw new RuntimeException("約瑟夫環中沒有人員，殺人結束！");

}

if (n <= 0 || n > size) {

throw new RuntimeException(String.format("報數開始的位置，必須在1-%s之間！", size));

}

if (m <= 0 || m > size) {

throw new RuntimeException(String.format("約瑟夫環隔數，必須在1-%s之間！", size));

}

// 設置從位置n做為起點進行：報數

for (int i = 0; i < n-1; i++) {

first = first.getNext();

last = last.getNext();

}

while (true){

// first == last 說明只剩下一個人了

if(first == last){

break;

}

// 移動到 m-1的位置。自已本身也需要報數。所以m-1

for (int i = 0; i < m-1; i++) {

first = first.getNext();

last = last.getNext();

}

builder.append(first.getNumber()).append("->");

// 直接殺死移動后first位置

first = first.getNext();

last.setNext(first);

}

return builder.substring(0,builder.length()-2);

}

/**

* 獲得 幸存者

* @return

*/

public int getSurvivor(){

return first.getNumber();

}

@Override

public String toString() {

StringBuilder builder = new StringBuilder();

Person current = first;

builder.append("[");

do {

builder.append(current.getNumber()).append(",");

current = current.getNext();

} while (current != first);

builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);

builder.append("]");

return builder.toString();

}

}

測試部分-代碼

package com.yuanxw.datastructure.chapter4;

public class JosephusProblem {

public static void main(String[] args) {

CustomCyclicLinkedList customCyclicLinkedList = new CustomCyclicLinkedList();

customCyclicLinkedList.builder(6);

System.out.println("列出約瑟夫環列表：" + customCyclicLinkedList);

System.out.println("殺人的順序：" + customCyclicLinkedList.kill(1,5));

System.out.println("最后幸存者是：" + customCyclicLinkedList.getSurvivor());

}

}

執行結果：

列出約瑟夫環列表：[1,2,3,4,5,6]

殺人的順序：5->4->6->2->3

最后幸存者是：1

– 以上為《數據結構和算法(四)Java實現環形鏈表》，如有不當之處請指出，我后續逐步完善更正，大家共同提高。謝謝大家對我的關注。

——厚積薄發(yuanxw)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java环形链表_数据结构和算法(四)Java实现环形链表的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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