自己动手用Golang实现约瑟夫环算法的示例

Go  /  管理员 发布于 7年前   194

继上一篇单向链表，单线链表可以进一步扩展为环，如下图所示：

特点：

1、第一个节点称为头部节点，最后一个节点称为尾部节点

2、每个节点都单方面的指向下一个节点

3、尾部节点下一个节点指向头部节点

题目：

17世纪的法国数学家加斯帕讲了这样一个故事： 15个教徒和15 个非教徒，在深海海上遇险，必须将一半的人投入海海中，其余的人才能幸免于难，于是想了一个办法： 30个人围成一圆圈，从第一个人开始依次报数，每数到第九个人就将他扔入大海海，如此循环进行直到仅余15个人为止。问怎样排法，才能使每次投入大海海的都是非教徒。

这就是典型的约瑟夫环问题，可以用单向链表环解决，具体代码如下：

package mainimport "fmt"type LinkNode struct { Data interface{} Next *LinkNode}type SingleLink struct { head *LinkNode tail *LinkNode size int}// 初始化链表func InitSingleLink()(*SingleLink){ return &SingleLink{ head:nil, tail:nil, size:0, }}// 获取头部节点func (sl *SingleLink)GetHead()*LinkNode{ return sl.head}// 获取尾部节点func (sl *SingleLink)GetTail()*LinkNode{ return sl.tail}// 打印链表func (sl *SingleLink) Print(){ fmt.Println("SingleLink size:",sl.Length()) if sl.size == 0{ return } ptr := sl.GetHead() headNode := sl.GetHead() for ptr != nil{ fmt.Println("Data:",ptr.Data) ptr = ptr.Next if ptr.Next == headNode{  fmt.Println("Data:",ptr.Data)  break } }}//链表长度func (sl *SingleLink) Length() int{ return sl.size}//插入数据（头插）func (sl *SingleLink) InsertByHead(node *LinkNode){ if node == nil{ return } // 判断是否第一个节点 if sl.Length() == 0{ sl.head = node sl.tail = node node.Next = nil }else{ oldHeadNode := sl.GetHead() sl.head = node sl.tail.Next = node sl.head.Next = oldHeadNode } sl.size++}//插入数据（尾插）func (sl *SingleLink) InsertByTail(node *LinkNode) { if node == nil{ return } // 插入第一个节点 if sl.size == 0{ sl.head = node sl.tail = node node.Next = nil }else{ sl.tail.Next = node node.Next = sl.head sl.tail = node } sl.size ++}//插入数据（下标）位置func (sl *SingleLink) InsertByIndex(index int, node *LinkNode){ if node == nil{ return } // 往头部插入 if index == 0 { sl.InsertByHead(node) }else{ if index > sl.Length(){  return }else if index == sl.Length(){  //往尾部添加节点  sl.InsertByTail(node) }else{  preNode := sl.Search(index-1)   // 下标为 index 的上一个节点  currentNode := sl.Search(index) // 下标为 index 的节点  preNode.Next = node  node.Next = currentNode  sl.size++ } }}//删除数据（下标）位置func (sl *SingleLink) DeleteByIndex(index int) { if sl.Length() == 0 || index > sl.Length(){ return } // 删除第一个节点 if index == 0{ sl.head = sl.head.Next sl.tail.Next = sl.head }else{ preNode := sl.Search(index-1) if index != sl.Length()-1{  nextNode := sl.Search(index).Next  preNode.Next = nextNode }else{  sl.tail = preNode  preNode.Next = sl.head } } sl.size--}// 查询数据func (sl *SingleLink) Search(index int)(node *LinkNode) { if sl.Length() == 0 || index > sl.Length(){ return nil } // 是否头部节点 if index == 0{ return sl.GetHead() } node = sl.head for i:=0;i<=index;i++{ node = node.Next } return}func (sl *SingleLink)pop(){ popIndex := 8 delNode := sl.Search(popIndex) fmt.Println("POP node : ",delNode.Data) sl.DeleteByIndex(popIndex) sl.tail = sl.Search(popIndex - 1) sl.head = sl.Search(popIndex) fmt.Printf("Head:%v , Tail:%v\n",sl.head.Data,sl.tail.Data)}func main() { // 初始化链表 sl := InitSingleLink() // 生成30个元素的环 for i:=0;i<30;i++{ snode := &LinkNode{  Data:i, } sl.InsertByIndex(i,snode) } //循环淘汰第9个元素 var round int for sl.size > 15{ fmt.Printf("================ Round %d ================\n",round) sl.pop() round ++ } // 获胜者 fmt.Println("================ Finish ================") fmt.Println("People who survived.") sl.Print()}

执行结果

================ Round 0 ================
POP node :  9
Head:10 , Tail:8
================ Round 1 ================
POP node :  19
Head:20 , Tail:18
================ Round 2 ================
POP node :  29
Head:0 , Tail:28
================ Round 3 ================
POP node :  10
Head:11 , Tail:8
================ Round 4 ================
POP node :  21
Head:22 , Tail:20
================ Round 5 ================
POP node :  2
Head:3 , Tail:1
================ Round 6 ================
POP node :  14
Head:15 , Tail:13
================ Round 7 ================
POP node :  26
Head:27 , Tail:25
================ Round 8 ================
POP node :  8
Head:11 , Tail:7
================ Round 9 ================
POP node :  23
Head:24 , Tail:22
================ Round 10 ================
POP node :  6
Head:7 , Tail:5
================ Round 11 ================
POP node :  22
Head:24 , Tail:20
================ Round 12 ================
POP node :  7
Head:11 , Tail:5
================ Round 13 ================
POP node :  25
Head:27 , Tail:24
================ Round 14 ================
POP node :  13
Head:15 , Tail:12
================ Finish ================
People who survived.
SingleLink size: 15
Data: 15
Data: 16
Data: 17
Data: 18
Data: 20
Data: 24
Data: 27
Data: 28
Data: 0
Data: 1
Data: 3
Data: 4
Data: 5
Data: 11
Data: 12

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。