循环链表(约瑟夫环)的建立及C语言实现

链表的使用,还可以把链表的两头连接,形成了一个环状链表,称为
循环链表

和它名字的表意一样,只需要将表中最后一个结点的指针指向头结点,就形成了一个环。
《循环链表(约瑟夫环)的建立及C语言实现》 图1 循环链表 循环链表和动态链表相比,唯一的不同就是循环链表首尾相连,其他都完全一样。

实际应用:约瑟夫环问题

约瑟夫环问题,是一个经典的循环链表问题,题意是:已知 n 个人(以编号1,2,3,…,n分别表示)围坐在一张圆桌周围,从编号为 k 的人开始顺时针报数,数到 m 的那个人出列;他的下一个人又从 1 还是顺时针开始报数,数到 m 的那个人又出列;依次重复下去,要求找到最后出列的那个人。

例如有 5 个人,要求从编号为 3 的人开始,数到 2 的那个人出列:
《循环链表(约瑟夫环)的建立及C语言实现》
出列顺序依次为:

编号为 3 的人开始数 1,然后 4 数 2,所以 4 先出列;

4 出列后,从 5 开始数 1,1 数 2,所以 1 出列;

1 出列后,从 2 开始数 1,3 数 2,所以 3 出列;

3 出列后,从 5 开始数 1,2 数 2,所以 2 出列;

最后只剩下 5 自己,所以 5 出列。

完整代码:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. typedef struct node{
  4. int number;
  5. struct node * next;
  6. }person;
  7. person * initLink(int n){
  8. person * head=(person*)malloc(sizeof(person));
  9. head->number=1;
  10. head->next=NULL;
  11. person * cyclic=head;
  12. for (int i=2; i<=n; i++) {
  13. person * body=(person*)malloc(sizeof(person));
  14. body->number=i;
  15. body->next=NULL;
  16. cyclic->next=body;
  17. cyclic=cyclic->next;
  18. }
  19. cyclic->next=head;//首尾相连
  20. return head;
  21. }
  22. void findAndKillK(person * head,int k,int m){
  23. person * tail=head;
  24. //找到链表第一个结点的上一个结点,为删除操作做准备
  25. while (tail->next!=head) {
  26. tail=tail->next;
  27. }
  28. person * p=head;
  29. //找到编号为k的人
  30. while (p->number!=k) {
  31. tail=p;
  32. p=p->next;
  33. }
  34. //从编号为k的人开始,只有符合p->next==p时,说明链表中除了p结点,所有编号都出列了,
  35. while (p->next!=p) {
  36. //找到从p报数1开始,报m的人,并且还要知道数m-1de人的位置tail,方便做删除操作。
  37. for (int i=1; i<m; i++) {
  38. tail=p;
  39. p=p->next;
  40. }
  41. tail->next=p->next;//从链表上将p结点摘下来
  42. printf(“出列人的编号为:%d\n,p->number);
  43. free(p);
  44. p=tail->next;//继续使用p指针指向出列编号的下一个编号,游戏继续
  45. }
  46. printf(“出列人的编号为:%d\n,p->number);
  47. free(p);
  48. }
  49. int main() {
  50. printf(“输入圆桌上的人数n:”);
  51. int n;
  52. scanf(“%d”,&n);
  53. person * head=initLink(n);
  54. printf(“从第k人开始报数(k>1且k<%d):”,n);
  55. int k;
  56. scanf(“%d”,&k);
  57. printf(“数到m的人出列:”);
  58. int m;
  59. scanf(“%d”,&m);
  60. findAndKillK(head, k, m);
  61. return 0;
  62. }

输出结果:

输入圆桌上的人数n:5

从第k人开始报数(k>1且k<5):3

数到m的人出列:2

出列人的编号为:4

出列人的编号为:1

出列人的编号为:3

出列人的编号为:2

出列人的编号为:5

总结

循环链表和动态链表唯一不同在于它的首尾连接,这也注定了在使用循环链表时,附带的最多的操作就是遍历链表。

在遍历的过程中,尤其要注意循环链表虽然首尾相连,但并不表示该链表没有第一个节点和最后一个结点。所以,不要随意改变头指针的指向。

    原文作者:约瑟夫环问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/xiaotaiyangzuishuai/article/details/79272673
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