0083 环形链表

news2024/11/15 9:27:17

package LinkedList_;

/*
*    单向环形链表应用场景——约瑟夫问题
*        设编号为1，2....n的n个人围成一圈，约定编号为k（1<=k<=n）的人从1开始报数，数到m的人出列，
*        它的下一位又从1开始报数，数到m的人又出列.....以此类推，直到所有人出列，产生一个出队编号序列。
*
*    例如: n=5 => 总共有5个人
*    k=1 => 从第1个人开始报数
*        m=2 => 数2次
*    出队编号序列为：2-->4-->1-->5-->3
*
*   应用:用一个不带头结点的循环链表处理，构成一个有n个结点的循环链表，然后由k结点起从1开始计数，
*       计到m时，删除对应的结点，然后再从下一个结点从1开始计数，直到最后一个结点从链表中删除
*
*    构建单向环形链表思路：
*        1.先创建第一个结点，让first指向该结点，并形成环形
*        2.每创建一个结点，就把该结点加入到已有的环形链表中
*
*    遍历环形链表
*        1.先让一个辅助变量temp，指向first结点
*        2.通过while循环遍历该环形链表当temp.next = first时结束
*
* 出队编号序列
*     1.创建一个辅助变量temp，事先应指向环形链表的最后一个结点
*     2.报数前，让first和temp移动 k-1 次
*     3.报数时，让first和temp同时移动 m-1 次
*     4.让first指向的结点出队
*         first = first.next;
*         temp.next = first;
*         出队结点没有任何引用，被回收
*
*/
public class RingLinkedList_ {
   public static void main(String[] args) {
       RingLinkedList ringLinkedList = new RingLinkedList();
       ringLinkedList.addNode(5);//加入五个结点
       ringLinkedList.showNode();//显示
       ringLinkedList.countNode(1, 2, 5);//2-->4-->1-->5-->3

       System.out.println("======================================");
       RingLinkedList ringLinkedList2 = new RingLinkedList();
       ringLinkedList2.addNode(38);
       ringLinkedList2.countNode(2, 4, 38);
   }
}

//创建环形单向链表
class RingLinkedList{
   //创建first结点
   public Node first = null;
   //添加结点
   public void addNode(int nums) {
       //校验
       if (nums < 1) {
           System.out.println("nums值不正确");
           return;
       }
       Node temp = null;//辅助变量，帮助遍历
       //使用for循环创建环形链表
       for (int i = 1; i <= nums; i++) {
           //根据编号创建结点
           Node node = new Node(i);
           if (i == 1) {//先创建第一个结点，让first指向该结点，并形成环形
               first = node;
               first.next = first;//构成环形
               temp = first;//让temp指向第一个编号
           }else {
               temp.next = node;
               node.next = first;
               temp = node;
           }
       }
   }

   //遍历（显示）
   public void showNode() {
       //判断是否为空
       if (first == null) {
           System.out.println("链表为空，没有结点");
           return;
       }
       //因为first不能动，仍使用辅助变量temp完成遍历
       Node temp = first;
       while(true) {
           System.out.printf("编号%d\n",temp.no);
           if (temp.next == first) {//遍历完毕
               break;
           }
           temp = temp.next;
       }
   }

   //出队序列
   //startNo表示k,从第几个开始数
   //countNum表示m,数几次
   //nums表示n,总共几人
   public void countNode(int startNo,int countNum,int nums) {
       //校验
       if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) {
           System.out.println("输入有误，请重新输入");
           return;
       }
       //1.创建一个辅助变量temp，事先应指向环形链表的最后一个结点
       Node temp = first;
       while(true) {
           if (temp.next == first) {//temp指向了最后结点
               break;
           }
           temp = temp.next;
       }
       //2.报数前，让first和temp移动 k-1 次
       for(int j = 0;j < startNo - 1;j++) {
           first = first.next;
           temp = temp.next;
       }
       //3.报数时，让first和temp同时移动 m-1 次
       //循环直到只有一个结点
       while(true) {
           if (temp == first ) {//只有一个结点
               break;
           }
           for(int j = 0;j < countNum - 1;j++) {
               first = first.next;
               temp = temp.next;
           }//这时first指向的结点就是要出队的结点
           System.out.printf("出队编号:%d\n",first.no);
           //4.让first指向的结点出队
           first = first.next;
           temp.next = first;
       }
       System.out.printf("最后的编号为:%d\n",first.no);
   }
}