算法基础06：单向环形链表

单向环形链表应用场景

Josephu问题

代码实现

添加和遍历思路

代码实现

package com.algorithm.linkedlist;

/**
 * 约瑟夫问题
 *
 * @author：XMD
 * @date: 13.8.22
 */
public class Josephu {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkedList list = new CircleSingleLinkedList();
        list.addBoy(5);
        list.showBoy();
    }

}

/**
 * 创建环形单向链表
 */
class CircleSingleLinkedList {
    //创建一个first节点，当前没有编号
    private Boy first = new Boy(-1);

    //添加小孩节点，构建成一个环形链表
    public void addBoy(int nums) {
        //对nums判断
        if (nums < 1) {
            System.out.println("nums 值不正确");
            return;
        }
        //辅助节点。帮助构建环形链表
        Boy curBoy = null;
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
            //根据编号创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            //如果是第一个小孩
            if (i == 1) {
                first = boy;
                //构成一个环
                first.setNext(first);
                curBoy = first;
            } else {
                curBoy.setNext(boy);
                boy.setNext(first);
                curBoy = boy;
            }
        }
    }

    /**
     * 遍历当前环形链表
     */
    public void showBoy() {
        //链表是否为空
        if (first == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为first不能动，因此我们仍然使用一个辅助指针完成遍历
        Boy curBoy = first;
        while (true) {
            System.out.println("小孩编号：" + curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first) {
                //说明遍历结束
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();
        }
    }


}

class Boy {
    private int no;
    private Boy next;//指向下一个节点

    Boy(int no) {
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public Boy getNext() {
        return next;
    }

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

打印

小孩编号：1
小孩编号：2
小孩编号：3
小孩编号：4
小孩编号：5

出圈顺序的逻辑思路

代码

package com.algorithm.linkedlist;

/**
 * 约瑟夫问题
 *
 * @author：XMD
 * @date: 13.8.22
 */
public class Josephu {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkedList list = new CircleSingleLinkedList();
        list.addBoy(125);
        list.showBoy();
        System.out.println(">>>>>>>>>>>>>>");
        list.countBoy(10,20,215);

    }

}

/**
 * 创建环形单向链表
 */
class CircleSingleLinkedList {
    //创建一个first节点，当前没有编号
    private Boy first = new Boy(-1);

    //添加小孩节点，构建成一个环形链表
    public void addBoy(int nums) {
        //对nums判断
        if (nums < 1) {
            System.out.println("nums 值不正确");
            return;
        }
        //辅助节点。帮助构建环形链表
        Boy curBoy = null;
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
            //根据编号创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            //如果是第一个小孩
            if (i == 1) {
                first = boy;
                //构成一个环
                first.setNext(first);
                curBoy = first;
            } else {
                curBoy.setNext(boy);
                boy.setNext(first);
                curBoy = boy;
            }
        }
    }

    /**
     * 遍历当前环形链表
     */
    public void showBoy() {
        //链表是否为空
        if (first == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为first不能动，因此我们仍然使用一个辅助指针完成遍历
        Boy curBoy = first;
        while (true) {
            System.out.println("小孩编号：" + curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first) {
                //说明遍历结束
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();
        }
    }

    /**
     * 根据用户的输入，计算出小孩出圈的顺序
     *
     * @param startNum 从第几个小孩开始数数
     * @param countNum 表示几下
     * @param nums     表示最初有多少个小孩在圈中
     */
    public void countBoy(int startNum, int countNum, int nums) {
        if (first == null || startNum < 1 || startNum > nums) {
            System.out.println("输入数据有误");
            return;
        }
        //创建要给辅助指针帮助完成小孩出圈
        Boy helper = first;
        //创建一个辅助指针helper，事先应该指向环形链表的最后这个节点
        while (true) {
            if (helper.getNext() == first) {
                //说明helper指向最后小孩节点
                break;
            }
            helper = helper.getNext();
        }
        //小孩报数前，先让first和helper移动k-1次
        for (int i = 0; i < startNum - 1; i++) {
            first = first.getNext();
            helper = helper.getNext();
        }
        //当小孩报数时，让first和helper指针同时的移动 m-1次，然后出圈
        //这里是一个循环操作，直到圈中只有一个节点
        while (true) {
            if (helper == first) {
                //说明圈中只有一个节点
                break;
            }
            //让first helper 指针同时移动 countNum-1
            for (int i = 0; i < countNum - 1; i++) {
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            //这时first指向的节点 就是要出圈的小孩节点
            System.out.println("小孩" + first.getNo() + "出圈");

            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }

        System.out.println("最后留在圈中的小孩：" + first.getNo());


    }


}

class Boy {
    private int no;
    private Boy next;//指向下一个节点

    Boy(int no) {
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public Boy getNext() {
        return next;
    }

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