约瑟夫环Java实现

proheart

/**
 * 约瑟夫问题
 * 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。
 */
public class JosephuDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkedList circle = new CircleSingleLinkedList();
        int n = 5;
        circle.build(n);
        circle.show();
        int[] order = circle.orderOutOfCircle(3, 2, n);
        System.out.println(Arrays.toString(order));
    }
}
class CircleSingleLinkedList {
    private Node first;
    // 构建约瑟夫环
    public void build(int n) {
        if (n < 1) {
            System.out.println("输入的值不正确!");
            return;
        }
        Node cur = null; // 辅助指针,用来帮助构建环形链表
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            Node node = new Node(i);
            if (i == 1) {
                first = node;
                first.next = first;
                cur = first;
            } else {
                cur.next = node;
                node.next = first;
                cur = node;
            }
        }
    }

    /**
     * 返回约瑟夫环问题的出环顺序
     * @param start 从第几个开始数
     * @param count  数几下
     * @param n 最初环中有多少个
     * @return
     */
    public int[] orderOutOfCircle(int start, int count, int n) {
        if (first == null || start > n) throw new InvalidParameterException("参数有误");
        int[] res = new int[n];
        int index = 0;
        Node helper = first;
        // 让helper指向环形链表的最后那个node
        // helper 指向了最后的node,则终止循环
        while (helper.next != first) {
            helper = helper.next;
        }
        // 小孩报数前,先让first和helper移动start-1次
        for (int i = 0; i < start - 1; i++) {
            first = first.next;
            helper = helper.next;
        }
        // 小孩报数时,让first和helper指针同时移动count - 1次,然后出圈
        // 这时说明环中只剩下一个node
        while (first != helper) {
            // 让first和helper同时移动count - 1次
            for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
                first = first.next;
                helper = helper.next;
            }
            // 这时first指向的小孩就是要出圈的小孩
            res[index++] = first.value;
            first = first.next;
            helper.next = first;
        }
        res[index] = first.value; // 最后留在圈中的小孩也要加入进结果
        return res;
    }

    // 遍历当前环形链表
    public void show() {
        if (first == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        Node cur = first;
        while (true) {
            System.out.print(cur.value + " ");
            if (cur.next == first) break;
            cur  = cur.next;
        }
    }
}

参考: 韩顺平老师的数据结构

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