一、 题目描述
一班有m个女生,有n个男生(m不等于n),现要开一个舞会. 男女生分别编号坐在舞池的两边的椅子上.每曲开始时,依次从男生和女生中各出一人配对跳舞, 本曲没成功配对者坐着等待下一曲找舞伴.
请设计一系统模拟动态地显示出上述过程,要求如下:
1) 输出每曲配对情况
2) 计算出任何一个男生(编号为X)和任意女生(编号为Y),在第K曲配对跳舞的情况.至少求出K的两个值.
3) 尽量设计出多种算法及程序,可视情况适当加分
二、需求分析
本实验要对数目不等的男生女生跳舞进行搭配，设计需要解决每一首曲子
男生女生的搭配情况，要采用循环队列的模式来解决，男生和女生各在两个循环
的队列中，每首曲子开始，便在两个队首各取一人成功配对跳舞，并进入队尾，
等待下一次配对。
例如：（3男5女情况）
第一首：男1和女1
第二首：男2和女2
………
第四首：男1和女4
三、概要设计
为实现上述功能和目的，要用到循环队列的相关知识，同时，要定义一定的抽的数据类型，主函数调用各个函数模块。
1.各模块函数介绍：
1)class cirularQueue
作用：定义一个一个循环队列
2)~cirularQueue()
作用：定义析构函数，使对象在撤销时释放
3)bool IsFull()
作用：判断队列是否已满
4）bool IsEmpty()
作用：判断队列是否为空，用于出队列前使用
5）void push(T info)
作用：入队。每对舞伴跳完舞之后，做入队处理，到达队尾，等待下次跳舞。
6）void Pop(T &info)
作用：出队。每取曲子响起时男生队列和女生队列作出队处理，两人跳舞。
7）void GetHead(T &info)
作用：取队首元素，对出队的男女进行识别。
8）void Initqueue(cirularQueue<int>&,int);
作用：初始化队列
9）void display(int,int);
作用：根据男生和女生的人数和曲目的数目，来判断每曲歌的男女配对情况
10）void charge(int,int);
作用：判断指定组合能否配对成功
2.本程序包含三个模块：
1)主程序模块：
void main()
{
初始化；
do{
接受命令；
处理命令；
}while(“命令”=”退出”)
}
2)、集合单元模块——实现集合的各个函数模块
3)、结点结构单元模块——定义集合的结点结构
五、调试分析
本实验采用的是循环队列的基本操作顺利的解决学生舞曲搭配问题，主要利用用循环队列的环状结构，循环地执行出列入列操作并在出队列时进行配对并输出配对情况，而整个过程不需要不需要移动元素使程序在空间复杂度上降到最小，采用指针的移动大大加快了程序的执行效率。并且对输入进行了改进，以防止用户随意输入时出现的各种意想不到的错误。
六、总结
本次程序设计中所用语言为C++，程序开始定义了类cirular，其中有头指针，尾指针及数据域等。随之定义了析构函数，释放对象，然后进行了队列的基本操作，有队列的申明，判断队空及队满，出队，入队，其核心是display()函数和charge()函数，其中display()用于对各位同学编号和每队的输出情况，charge()用于计算已编号的同学在第几曲中进行配对。循环队列是一种环状的队列并且对头元素指向队尾元素，学生搭配问题是典型的只有采用循环队列才能解决的问题，实验表明该算法的空间复杂度优于其他算法。
通过这次实验，我发现自己在数据结构这方面真是知之甚少，以前学习的知识也多有
忘。与其说这是一次学习，倒不如说这是一次检测。所以，这次实验让我很好的认清自己对数据结构这门课学习程度如何，知道自己哪些方面还存在不足、对该学科重视程度还不够，以后要努力学习。对一学期的学习的数据结构通过这次实验，虽然并没有掌握的非常好，但是对某些重点需要掌握和了解的还是有了深入的探讨，也让我明白学的东西再多也要学会运用，通过实例去探讨可能比理论上更容易理解。
七、附录
源程序名清单
#include<iostream>
using namespace std;
template <class T>
class cirularQueue //定义一个一个循环队列
{ private:
int MaxSize;
int first; //头指针
int last; //尾指针
T *data;
public:
cirularQueue(int MaxLength)
{ MaxSize=MaxLength;
first=last=0;
data=new T[MaxLength];
}
~cirularQueue() //定义析构函数，使对象在撤销时释放
{ first=last=0;
delete []data;
}
void Initqueue() //队列的声明
{ for(int i=0;i<MaxSize-1;i++)
push(i);
}
bool IsFull() //判断队列是否已满
{ if((last+1)%MaxSize==first)
return true;
else return false;
}
bool IsEmpty() //判断队列是否为空
{ if(first==last)
return true;
else return false;
}
void push(T info) //入队
{ if(IsFull())
{ cout<<"错误！队列已满！"<<endl;
}
else
{ data[last]=info;
last=(last+1)%MaxSize;
}
}
void Pop(T &info) //出队
{ if(IsEmpty())
{ cout<<"错误！队列为空！"<<endl;
}
else
{ info=data[first];
first=(first+1)%MaxSize;
}
}
void GetHead(T &info) //取队首元素
{ if(IsEmpty())
{ cout<<"错误！队列为空！"<<endl;
}
else
{ info=data[first];
}
}
};
void Initqueue(cirularQueue<int>&,int);
void display(int,int);
void charge(int,int);
using namespace std;
static int songnum=0; //定义歌曲的数量并初始化为0
static int m=0,n=0; //男生和女生的人数
int main() //主函数
{ cout<<"请分别输入男生和女生的人数:";
cin>>m>>n;
display(m,n);
int a=0,b=0; //男生和女生的编号，以判断他们在第几首歌时能在一起跳舞
char quit='y'; //判断是否继续输入,如果继续输入，则输入'y'；否则输入'n'
while(quit!='n')
{ cout<<"请输入男生和女生的编号:";
cin>>a>>b;
while((a>m)||(b>n)) //如果输入错误
{ cout<<"输入的编号过大，请重新输入:";
cin>>a>>b;
}
charge(a,b);
cout<<"是否继续(是请输入'y',否则请输入'n'):";
cin>>quit;
}
return 0;
}
void Initqueue(cirularQueue<int> &Q,int m) //初始化队列
{ for(int i=1;i<=m;i++)
Q.push(i);
}
void display(int m,int n)
{ cirularQueue<int> man(m+1);
cirularQueue<int> woman(n+1);
Initqueue(man,m);
Initqueue(woman,n);
cout<<"请输入曲目数:";
cin>>songnum;
cout<<"每曲的配对情况为:"<<endl;
for(int k=1;k<=songnum;k++)
{ int x=0,y=0; //男生和女生的编号
man.Pop(x); //男生按顺序出对跳舞
woman.Pop(y); //女生按顺序出对跳舞
cout<<"第"<<k<<"曲:\t"<<x<<"号男生<->"<<y<<"号女生"<<endl; //他们在一起跳舞
man.push(x); //跳完舞后男生再次进入队列等在下一次跳舞
woman.push(y); //跳完舞后男生再次进入队列等在下一次跳舞
}
}
void charge(int a,int b)
{ int count=0; //定义舞曲计数以记录他们能在第几曲时在一起跳舞
cirularQueue<int> man1(m+1);
cirularQueue<int> woman1(n+1);
Initqueue(man1,m);
Initqueue(woman1,n);
while(count<=songnum)
{ int x, y;
count++;
man1.Pop(x);
woman1.Pop(y);
man1.push(x);
woman1.push(y);
if((x==a)&&(y==b))
{ cout<<"第"<<count<<"首曲:\t"<<a<<"号男生<->"<<b<<"号女生"<<endl;
break;
}
}
//如果他们在这个舞会上不能在一起跳舞，则输出
if(count==songnum+1)
cout<<"他们在这个舞会上不可能在一起跳舞"<<endl;
}
