(2011.11.20)02_迴圈連結串列舉例_約瑟夫(Joseph)環問題.cpp
這次感覺寫得挺一般的,邏輯有點亂,功能與功能之間有點混雜,沒有將它們一個個小的功能再細分出來。有待改進。大概用了四個小時,編寫除錯速度也是,有待提高,加油!
原始碼:
// 02_迴圈連結串列舉例_約瑟夫(Joseph)環問題.cpp /** * 問題描述及要求: * 01.假設有n個人坐在圓桌周圍,從第s個人開始報數,報到m的人出列; * 02.然後再從下一個人開始報數,報到m的人又出列...直到所有的人都出列為止。 * 03.要求按出列的先後順序輸出每個人的編號。 **/ /** * 問題分析: * 1.該題目適合使用迴圈連結串列實現,這是因為圓桌的順序數數就相當於一個不斷迴圈的過程。 * 2.題目假設有n個人坐在圓桌周圍,那麼這裡就使用連結串列來實現,想多少個人都可以,逐個插入。 * 3.根據題目要求,需要用到的資料成員有人的姓名,還有他在圓桌的位置編號(這個可以不要)。 * 這裡可以確定需要在類中需要寫出的成員函式有: * 01)構造和解構函式:連結串列的初始化是一定需要的。 * 02)插入函式:將一個個人的資料插入。 * 03)刪除函式,當人需要出列的時候,相當於刪除該人的資料。 * 04)輸出到螢幕顯示的函式:當人出列前,需要先打印出該人的資料(題目要求)。 * 05)查詢函式:判斷人出列時,需知該人是否在列中。 **/ #include <iostream> // 輸入輸出需用 #include <string> // 使用者姓名儲存方式 #include <cstdlib> // system("pause") using std::cin; // using宣告 using std::cout; using std::endl; using std::string; // ------------------------------- 類的結點(linknote)宣告及定義 ----------------------------------- class circulatelink; // 類宣告,提前使用 class linknote { private: friend class circulatelink; // 使連結串列成為友元類 linknote * next; // 指向下一結點 string people; // 桌子上的人名 int num; // 人名相應的序號 public: linknote(linknote * n = NULL): next(n){} linknote(string p, int number, linknote * n = NULL): next(n), people(p), num(number){} }; // ------------------------------- 類(circulatelink)宣告 ----------------------------------- class circulatelink { private: // 用於知道連結串列中的資料數量 enum size{defaultmaxsize = 15}; // 預設最大值 int maxsize; // 實際最大值 int leftsize; // 距離第一個資料的數量 // 用於連結串列的定位指標 linknote * tail; // 尾指標 linknote * fence; // 闌柵 linknote * head; // 頭指標 public: // 構造解構函式 circulatelink(int m = defaultmaxsize): maxsize(m), leftsize(0), head(NULL), fence(NULL), tail(NULL){} ~circulatelink() { for (fence = head; leftsize != 0; --leftsize) { fence = head; head = head -> next; delete fence; } leftsize = 0; maxsize = 0; fence = NULL; tail = NULL; head = NULL; } // 功能函式 int getmaxsize() {return maxsize;} int getleftsize() {return leftsize;} void append(string p); // 插入函式 void deldata(const int & startnumber, const int & runnumber); // 刪除函式 void print(const int & startnumber, const int & runnumber); // 顯示函式 bool search(const int & number); // 查詢函式 }; // ------------------------------- 類(circulatelink)定義 ----------------------------------- /** * 函式名稱:append * 函式引數:一個string型的變數p. * 函式功能:接受一個string型形參p插入到迴圈連結串列尾中,並使插入的姓名對應的號碼為當前的連結串列大小加1。 * 該函式執行完成後,尾指標指向頭指標,fence指標不變,maxsize不變,leftsize加1. **/ void circulatelink::append(string p) // 插入函式 { if (head ==NULL && tail == NULL) { head = new linknote(p, leftsize + 1, NULL); tail = head; tail -> next = head; } else { tail -> next = new linknote(p, leftsize + 1, head); tail = tail -> next; } ++leftsize; return; } /** * 函式名稱:search * 函式引數:一個常量int型變數number * 函式功能:在連結串列中查詢是存在number元素,如果有,則返回真,沒,則返回假 * 子函式結束後,fence指向頭指標或number元素的上一指標。 **/ bool circulatelink::search(const int & number) // 查詢函式 { if (maxsize == 0) return false; int i; for (leftsize = 0, fence = tail, i = 0; i != maxsize; fence = fence -> next, ++i) { leftsize++; if (fence -> next -> num == number) return true; } return false; } /** * 函式名稱:deldata * 函式引數:1.startnumber 整型常量,用於接受開始計算的使用者名稱號碼的編號。 * 2.runnumber 整型常量,用於接受題目要求中所說的報到數目。 * 函式功能:按照startnumber和runnumber計算出程式所要刪除的元素的位置及將其刪除。 **/ void circulatelink::deldata(const int & startnumber, const int & runnumber) // 刪除函式 { // 該函式結合search函式使用,這裡不進行呼叫,因為在主函式中已呼叫 /* 該步已在print函式中執行 for (int i = 0; i != runnumber; ++i) { fence = fence -> next; // 根據要求將fence移位 leftsize++; } */ linknote * temp = fence -> next; if (temp == head) { head = fence -> next; tail -> next = head; leftsize = 0; } if (temp == tail) { leftsize = maxsize - 1; tail = fence; } fence -> next = fence -> next -> next; delete temp; --maxsize; if (maxsize == 0) head = fence = tail = NULL; return; } /** * 函式名稱:print * 函式引數:1.startnumber 整型常量,用於接受開始計算的使用者名稱號碼的編號。 * 2.runnumber 整型常量,用於接受題目要求中所說的報到數目。 * 函式功能:按照startnumber和runnumber計算出程式所要顯示的函式並完成出列前的顯示功能。 **/ void circulatelink::print(const int & startnumber, const int & runnumber) // 刪除函式 { // 該函式結合search函式使用,這裡不進行呼叫,因為在主函式中已呼叫 for (int i = 0; i != runnumber; ++i) { fence = fence -> next; // 根據要求將fence移位 leftsize++; } cout << "-> 本次需要離開圓桌的是:" << fence -> next -> people << endl; return; } //------------------------------------------------------------------------------------------------------ // ------------------------------------------ 整個程式流程(main)開始 ------------------------------- int main() { // 程式開始 -- 對使用者說明 cout << " ------------------- 歡迎一起進行約瑟夫(Joseph)環問題的探討 ------------------- \n"; cout << "-> 題目說明:\n" << " 假設有n個人坐在圓桌周圍,從第s個人開始報數,報到m的人出列," << "然後再從下一個人開始報數,報到m的人又出列...直到所有的人都出列為止。\n"; cout << "-> 實驗開始:\n" << "1. 開始安排座位\n" << "2. 開始報到\n" << "3. 退出\n"; cout << "-> 選擇:"; int choice(); int select(choice()); // 子功能的實現 circulatelink seat; // 先宣告變數及需要用到的函式 void plansit(circulatelink & seat); // 實現功能2插入元素到連結串列 void outsit(circulatelink & seat); // 實現功能3按順序出連結串列 start: switch(select) { case 3: break; case 1: plansit(seat); case 2: { if (select == 2) { cout << " ->請先選擇1號功能,現在預設跳到1號功能。\n"; select = 1; goto start; // 這裡為了設計方便,簡單地使用了if-goto語句 } else outsit(seat); } } cout << "問題探討成功,"; system("pause"); return 0; } // --------------------------- 主函式中的功能子函式 -------------------------------------------- /** * 函式名稱:choice * 函式引數:無 * 函式返回型別:int * 函式說明:本函式主要用於主選單的功能選擇, * 在該函式內,會要求使用者輸入一個範圍1~3的正確的int型數值 * 最後返回該int型的資料。 **/ int choice () { int ch; cin >> ch; while(!cin || ch > 3 || ch < 1) { cin.sync(); cin.clear(); cout << "\n -> INPUT ERROR, ENTER AGAIN:"; cin >> ch; cout << endl; } cout << endl; return ch; } /** * 函式名稱:plansit * 函式引數:引用circulate型別的引數一個 * 函式返回型別:void * 函式說明:本函式功能為將15個數據插入到circulate連結串列中。 **/ void plansit(circulatelink & seat) { seat.append("people 01"); seat.append("people 02"); seat.append("people 03"); seat.append("people 04"); seat.append("people 05"); seat.append("people 06"); seat.append("people 07"); seat.append("people 08"); seat.append("people 09"); seat.append("people 10"); seat.append("people 11"); seat.append("people 12"); seat.append("people 13"); seat.append("people 14"); seat.append("people 15"); cout << "-> 已成功為15位people安排座位,現在繼續實現2號功能...\n\n"; return; } /** * 函式名稱:outsit * 函式引數:引用circulate型別的引數一個 * 函式返回型別:void * 函式說明:本函式功能為將連結串列中資料按題目要求方法依次出列。 **/ void outsit(circulatelink & seat) { for (int i = 1; seat.getmaxsize() != 0; ++i) { // 01輸入出列人號碼 int outsitnumber; bool errorsign(false); cout << "\n-> 請輸入你希望第"<< i << "位開始報數的人的號碼:"; do { cin >> outsitnumber; // 001確定出列人輸入正確 if( !cin) { cin.sync(); cout << "\n -> INPUT ERROR, ENTER AGAIN:"; cin.clear(); errorsign = true; } // 002確定出列人位於連結串列中 else if (seat.search(outsitnumber) == false) { cout << "-> 該表中的" << outsitnumber << "已出列,請重新輸入需要開始報數的人的號碼:"; errorsign = true; } else errorsign = false; }while(errorsign); // 02確定輸入報數號碼 int runnumber; cout << "-> 請輸入報數號碼:"; cin >> runnumber; while(!cin) { cin.sync(); cin.clear(); cin >> runnumber; } // 03開始出列 seat.print(outsitnumber, runnumber); seat.deldata(outsitnumber, runnumber); cout << endl; } return; }
除錯執行過程:
------------------- 歡迎一起進行約瑟夫(Joseph)環問題的探討 ------------------- -> 題目說明: 假設有n個人坐在圓桌周圍,從第s個人開始報數,報到m的人出列,然後再從下一個人 開始報數,報到m的人又出列...直到所有的人都出列為止。 -> 實驗開始: 1. 開始安排座位 2. 開始報到 3. 退出 -> 選擇:5 -> INPUT ERROR, ENTER AGAIN:2 ->請先選擇1號功能,現在預設跳到1號功能。 -> 已成功為15位people安排座位,現在繼續實現2號功能... -> 請輸入你希望第1位開始報數的人的號碼:15 -> 請輸入報數號碼:1 -> 本次需要離開圓桌的是:people 01 -> 請輸入你希望第2位開始報數的人的號碼:1 -> 該表中的1已出列,請重新輸入需要開始報數的人的號碼:0 -> 該表中的0已出列,請重新輸入需要開始報數的人的號碼:2 -> 請輸入報數號碼:5 -> 本次需要離開圓桌的是:people 07 -> 請輸入你希望第3位開始報數的人的號碼:2 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 02 -> 請輸入你希望第4位開始報數的人的號碼:3 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 03 -> 請輸入你希望第5位開始報數的人的號碼:4 -> 請輸入報數號碼:5 -> 本次需要離開圓桌的是:people 10 -> 請輸入你希望第6位開始報數的人的號碼:5 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 05 -> 請輸入你希望第7位開始報數的人的號碼:6 -> 請輸入報數號碼:934 -> 本次需要離開圓桌的是:people 15 -> 請輸入你希望第8位開始報數的人的號碼:4 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 04 -> 請輸入你希望第9位開始報數的人的號碼:6 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 06 -> 請輸入你希望第10位開始報數的人的號碼:8 -> 請輸入報數號碼:0 -> 本次需要離開圓桌的是:people 08 -> 請輸入你希望第11位開始報數的人的號碼:9 -> 請輸入報數號碼:7 -> 本次需要離開圓桌的是:people 12 -> 請輸入你希望第12位開始報數的人的號碼:9 -> 請輸入報數號碼:8 -> 本次需要離開圓桌的是:people 09 -> 請輸入你希望第13位開始報數的人的號碼:11 -> 請輸入報數號碼:2 -> 本次需要離開圓桌的是:people 14 -> 請輸入你希望第14位開始報數的人的號碼:11 -> 請輸入報數號碼:2 -> 本次需要離開圓桌的是:people 11 -> 請輸入你希望第15位開始報數的人的號碼:7 -> 該表中的7已出列,請重新輸入需要開始報數的人的號碼:6 -> 該表中的6已出列,請重新輸入需要開始報數的人的號碼:13 -> 請輸入報數號碼:9 -> 本次需要離開圓桌的是:people 13 問題探討成功,請按任意鍵繼續. . .
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