java-Java_约瑟夫环详尽分享_个人文章

来源：恒创科技编辑：恒创科技编辑部

2024-01-31 03:04:59

Java_约瑟夫环详尽分享

先看代码后看分享

1. 约瑟夫环代码

下面是完整代码与注释

public class LinkedNode<T> {
    //设置私人的对象
    private T data; //定义泛型数据域
    private LinkedNode<T> next; //定义后继引用域
    
    public LinkedNode() {    //无参构造函数，构造空结点
        data = null;next = null;
    }

    public LinkedNode(T element){    //构造函数，构造数据域为element值的结点
        data = element;next= null;
    }

    public T getData() {    //获取数据域data的值
        return data;
    }

    public void setData(T data) {    //设置数据域data值
        this.data = data;
    }

    public LinkedNode<T> getNext() {    //获取next值
        return next;
    }

    public void setNext(LinkedNode<T> next) {    //设置next值
        this.next = next;
    }
}


public class datatype {
    private int id;    //存放我们的id
    private int password;    //存放我们的密码

    public datatype() {    //构造无参构造函数，构造空结点
    }

    public datatype(int id, int password) { //构造函数，让其与引入的内容对接
        this.id = id;
        this.password = password;
    }

    public int getId() {    //获取我们的id值
        return id;
    }

    public void setId(int id) {    //设置我们的id值
        this.id = id;
    }

    public int getPassword() {    //获取我们的密码
        return password;
    }

    public void setPassword(int password) {    //设置我们的密码
        this.password = password;
    }
}

import java.util.Scanner;

 class CList<T> {
    private LinkedNode<T> rear ;//生成一个节点,定义尾指针

    public CList() {
        rear = null;
    }

    public LinkedNode<T> getRear() {
        return rear;
    }

    public void setRear(LinkedNode<T> rear) {
        this.rear = rear;
    }

    public T yunxingCircular(int m) {
        if (isEmpty()){//判断是否为空
            throw new RuntimeException("空表");
        }
        else {//如果不是空表,判断当前是否是一个元素
            if (rear.getNext() == rear) {//如果只有一个元素
                LinkedNode<T> cz = rear;//设置一个新节点，承载rear节点
                rear = null;//让此时rear的值为null,即删除此处元素
                return cz.getData();//返回此时用于承载节点的数据域
            }
            else {//如果不是只有一个元素
                int a = 1;//定义第一个个人报数为1
                while (a < m) {//当报数上限值<该次密码值时
                    rear = rear.getNext();//尾指针向后移一位
                    a++;//报数值加一
                }
                LinkedNode<T> cz = rear.getNext();//设置新节点承载rear的后一个节点
                rear.setNext(rear.getNext().getNext());//让rear的引用域为之前rear的下下一个节点的地址
                return cz.getData();//返回承载节点cz的数据域
            }
        }
    }

    public void insert(T element){//用于表达插入元素进约瑟夫表的方法
        LinkedNode<T> cr = new LinkedNode<T>(element);//设置一个新节点cr，其数据域为element
        if (rear == null){//如果rear值为null，即只有一个元素
            rear = cr;//rear此时就等于刚刚插入的新节点cr
            rear.setNext(rear);//加入一个元素之后，rear的下一个元素还是rear，构成了循环
        }
        else {//如果不是一个元素
            cr.setNext(rear.getNext());//插入的元素的引用域就是此时尾指针指向元素的引用域中的地址，即与当时的尾结点相接
            rear.setNext(cr);//此时尾指针指向元素的引用域为cr元素
            rear = cr;//再把尾指针向后移一位
        }
    }

     public boolean isEmpty() {//用于判断循环链表为空的方法
         if (rear == null)//根据rear是否=null来判断返回的值是true还是false
             return true;
         else
             return false;
     }


}

public class Ysf {
   public static void main(String[] args) {
       CList zx = new CList();//建立一个Clist的对象
       Scanner sr =  new Scanner(System.in);
       System.out.println("请输入环内人数");
       int peoples = sr.nextInt();//确定环内总人数
       System.out.println("请输入初始密码值");
       int password  = sr.nextInt();
       int jl = 1;//用于跟随记录第几几人的密码值
       do {
           System.out.println("请输入第"+jl+"人的密码值");
           int password0 =sr.nextInt();//挨个输入每一个人的密码值
           datatype jd = new datatype(jl,password0);//创建datatype的节点，节点内存储着每一个人和其对应的密码值
           zx.insert(jd);//将节点依次加入到约瑟夫环内
           jl++;//记录数就加一
       }while (jl <= peoples);//只要记录数不超出人数
       int b = 0;
       while (b<peoples){//当人数小于people数时
           datatype  c = (datatype) zx.yunxingCircular(password);//将初始密码值加进去去运行约瑟夫环
           System.out.println(c.getId());//输出c对象的id值
           password = c.getPassword();//让密码值更新，去寻找
           b++;//再次循环执行
       }
   }
}

2. 什么是约瑟夫环

约瑟夫^{1环是一个数学的应用问题：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的人开始报数，数到m的那个人出列；他的下一个人又从1开始报数，数到m的那个人又出列；依此规律重复下去，直到圆桌周围的人全部出列。通常解决这类问题时把编号从0~n-1，最后结果+1即为原问题的解。}

3. 理解约瑟夫环3.1 完成节点类和数据类定义

在真正开始设计我们的约瑟夫环之前，我们需要有节点类和数据类的支撑，如下所示

下方LinkedNode就是我们的节点类

public class LinkedNode<T> {
    //设置私人的对象
    private T data; //定义泛型数据域
    private LinkedNode<T> next; //定义后继引用域
    
    public LinkedNode() {    //无参构造函数，构造空结点
        data = null;next = null;
    }

    public LinkedNode(T element){    //构造函数，构造数据域为element值的结点
        data = element;next= null;
    }

    public T getData() {    //获取数据域data的值
        return data;
    }

    public void setData(T data) {    //设置数据域data值
        this.data = data;
    }

    public LinkedNode<T> getNext() {    //获取next值
        return next;
    }

    public void setNext(LinkedNode<T> next) {    //设置next值
        this.next = next;
    }
}

下方datatype就是我们的数据类

public class datatype {
    private int id;    //存放我们的id
    private int password;    //存放我们的密码

    public datatype() {    //构造无参构造函数，构造空结点
    }

    public datatype(int id, int password) { //构造函数，让其与引入的内容对接
        this.id = id;
        this.password = password;
    }

    public int getId() {    //获取我们的id值
        return id;
    }

    public void setId(int id) {    //设置我们的id值
        this.id = id;
    }

    public int getPassword() {    //获取我们的密码
        return password;
    }

    public void setPassword(int password) {    //设置我们的密码
        this.password = password;
    }
}

3.2 理解插入过程

我们有两个步骤来帮助理解

我们利用伪代码^{2来制作图像，如下图所示
接下来我们利用图像写出代码，如下所示
public void insert(T element){ //用于表达插入元素进约瑟夫表的方法
LinkedNode<T> cr = new LinkedNode<T>(element); //设置一个新节点cr，其数据域为element
if (rear == null){ //如果rear值为null，即只有一个元素
rear = cr; //rear此时就等于刚刚插入的新节点cr
rear.setNext(rear); //加入一个元素之后，rear的下一个元素还是rear，构成了循环
}
else { //如果不是一个元素
cr.setNext(rear.getNext()); //插入的元素的引用域就是此时尾指针指向元素的引用域中的地址，即与当时的尾结点相接
rear.setNext(cr); //此时尾指针指向元素的引用域为cr元素
rear = cr; //再把尾指针向后移一位
}
}
3.3 理解运行过程首先，我们要知道判断循环链表为空的方法，如下所示
public boolean isEmpty() { //用于判断循环链表为空的方法
if (rear == null) //根据rear是否=null来判断返回的值是true还是false
return true;
else
return false;
}
之后同样的我们还用两个步骤来继续帮助理解
我们再利用伪代码来制作图像，如下图所示
接下来我们利用图像写出代码，如下所示
private LinkedNode<T> rear ; //生成一个节点,定义尾指针

public CList() {
rear = null;
}

public LinkedNode<T> getRear() { //获取尾指针
return rear;
}

public void setRear(LinkedNode<T> rear) { //设置尾指针
this.rear = rear;
}

public T yunxingCircular(int m) {
if (isEmpty()){ //判断是否为空
throw new RuntimeException("空表");
}
else { //如果不是空表,判断当前是否是一个元素
if (rear.getNext() == rear) { //如果只有一个元素
LinkedNode<T> cz = rear; //设置一个新节点，承载rear节点
rear = null; //让此时rear的值为null,即删除此处元素
return cz.getData(); //返回此时用于承载节点的数据域
}
else { //如果不是只有一个元素
int a = 1; //定义第一个个人报数为1
while (a < m) { //当报数上限值<该次密码值时
rear = rear.getNext(); //尾指针向后移一位
a++; //报数值加一
}
LinkedNode<T> cz = rear.getNext(); //设置新节点承载rear的后一个节点
rear.setNext(rear.getNext().getNext()); //让rear的引用域为之前rear的下下一个节点的地址
return cz.getData(); //返回承载节点cz的数据域
}
}
}
3.4 理解更新密码值我们用文字来理解：先把运行和更新密码分开来，设立一个单独的while循环^{3，每执行一次yunxingCircular，就获取一次getpassword，并且让password等于获取到getpassword ，把新的password放入循环中。yunxingCircular和更新密码值在一个循环内，所以能够实现每次的密码值更新，如下所示}
int b = 0;
while (b<peoples){ //当人数小于people数时
datatype c = (datatype) zx.yunxingCircular(password); //将初始密码值加进去去运行约瑟夫环
System.out.println(c.getId()); //输出c对象的id值
password = c.getPassword(); //让密码值更新，去寻找
b++; //再次循环执行
}
3.5 将更新密码值放入我们的调用类中去如下所示
public class Ysf {
public static void main(String[] args) {
CList zx = new CList(); //建立一个Clist的对象
Scanner sr = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入环内人数");
int peoples = sr.nextInt(); //确定环内总人数
System.out.println("请输入初始密码值");
int password = sr.nextInt();
int jl = 1; //用于跟随记录第几几人的密码值
do {
System.out.println("请输入第"+jl+"人的密码值");
int password0 =sr.nextInt(); //挨个输入每一个人的密码值
datatype jd = new datatype(jl,password0); //创建datatype的节点，节点内存储着每一个人和其对应的密码值
zx.insert(jd); //将节点依次加入到约瑟夫环内
jl++; //记录数就加一
}while (jl <= peoples); //只要记录数不超出人数
int b = 0;
while (b<peoples){ //当人数小于people数时
datatype c = (datatype) zx.yunxingCircular(password); //将初始密码值加进去去运行约瑟夫环
System.out.println(c.getId()); //输出c对象的id值
password = c.getPassword(); //让密码值更新，去寻找
b++; //再次循环执行
}
}
}
以上就是本文全部内容，如果对你有帮助，可以随手点个赞，这对我真的很重要。
来自搜狗百科：https://baike.sogou.com/v7958... ↩伪代码（Pseudocode）是一种非正式的，类似于英语结构的，用于描述模块结构图的语言。人们在用不同的编程语言实现同一个算法时意识到，他们的实现（注意：这里是实现，不是功能）很不同。尤其是对于那些熟练于不同编程语言的程序员要理解一个（用其他编程语言编写的程序的）功能时可能很难，因为程序语言的形式限制了程序员对程序关键部分的理解。这样伪代码就应运而生了。伪代码提供了更多的设计信息，每一个模块的描述都必须与设计结构图一起出现。（来自搜狗百科：https://baike.sogou.com/v7860...） ↩ 某个出名的循环（while，循环语句，是计算机的一种基本循环模式。当满足条件时进入循环，不满足跳出。） ↩}