简洁明了！Java实现单向环形链表以解决约瑟夫环Josepfu问题

Posted 2021-11-03 叶绿体不忘呼吸

文章目录

• • 简单介绍
  • 代码实现

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简单介绍

如果把单链表的最后一个节点的指针指向链表头部，而不是指向NULL，那么就构成了一个单向循环链表，通俗讲就是让尾节点指向头结点。

单向环形链表应用场景：Josephu(约瑟夫、约瑟夫环)问题：
设编号为1, 2, … n的n个人围坐一圈，约定编号为k (1<=k<=n)的人从1开始报数，数到m的那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。

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代码实现

节点类

//节点类
class JNode {
    private int id;
    private JNode next;

    public JNode(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public JNode getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(JNode next) {
        this.next = next;
    }
    
}

链表类（包括节点管理和约瑟夫环问题解决）

//链表类
class CircleSingleLinkedList {
    private JNode first = null; //定义第一个节点，未创建时为null

    //添加节点，构建环形链表
    public void add(int num) {
        if (num < 1){
            System.out.println("创建个数不符合规定！");
            return;
        }
        JNode curNode = null; //辅助变量
        for (int i = 1; i <= num; i++) {
            JNode newNode = new JNode(i);
            if (i == 1){ //第一个节点较为特殊
                first = newNode; //真正创建了第一个节点
                first.setNext(first); //形成环状
                curNode = first; //让辅助变量开始作用
            }else { //第二个及其之后节点
                curNode.setNext(newNode); //让当前节点指向新建的节点
                newNode.setNext(first); //让新建的节点指向第一个节点，形成环状
                curNode = newNode; //更新辅助变量
            }
        }
    }

    //遍历链表
    public void list(){
        if (first == null){
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        JNode temp = first;
        while (true){
            System.out.printf("取出节点%d\\n",temp.getId());
            if (temp.getNext() == first){ //说明已经遍历到最后一个了
                break;
            }
            temp = temp.getNext();
        }
    }

    //根据参数让节点出圈（Josepfu）
    public void josepfu(int startNode,int count,int num){ //startNode为开始的那个节点，count为每次数第几个，num为链表节点个数
        if (first == null || startNode < 1 || count < 1 || startNode > num){
            System.out.println("链表为空或者输入的参数不符合标准！");
            return;
        }
        //让first移动到startNode指定的节点，即移动startNode-1次
        for (int i = 0; i < startNode - 1; i++) {
            first = first.getNext();
        }
        //创建一个辅助变量，让其指向最后一个节点（first前一个）
        JNode helper = first;
        while (helper.getNext() != first){
            helper = helper.getNext();
        }
        //开始按照要求出圈，每次都让helper和first移动count-1次
        while (true){
            if (helper == first){ //圈中只剩下一个节点
                break;
            }
            for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            //此时first指向的即为要出圈的节点
            System.out.printf("节点%d出圈\\n",first.getId());
            //将出圈的节点从链表中移除
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.printf("节点%d为最后一个节点",first.getId());
    }
}

测试类

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-15-22:33
 * @Description:
 */
public class JosepfuTest {
    public static void main(String[] args) {

        CircleSingleLinkedList linkedList = new CircleSingleLinkedList();

        linkedList.add(5);

        linkedList.list();
        System.out.println("===================");

        linkedList.josepfu(1,2,5);
    }
}