约瑟夫环数据结构实验报告.pdf

数据结构上机实验报告（约瑟夫环）1、需求分析 1：用一个循环链表实现 n 个人按顺时针排成一圈,每个人看作一个节点,每个节点都是一个结构体类型,包含三个域:序号域(data),密码域(key),指向下一个人的指针域(next).2：程序开始时由用户任意输入人数 n 及一个正整数作为报数上限值 m,一个正整数作为密码最大值，判断所输密码是否在范围内。然后为依次每一个人指定一个密码 3：初始密码为用户外部输入的密码 m,从第一个人开始按顺市针方向自 1 开始报数.,报道 m 的时停止,报 m 的人出列,将他的密码作为新的密码值(m),从他在顺针方向的下一个人开始重新从 1 报数,如此下去,直至所有的人全部出列为止.4：本程序最终结果为 n 的人的出列顺序 5：测试数据:m 的初值为 1;n=5(即有 5 个人)57 个人的密码依次为:1，2，3,4，5.首先没的值为 1,正确的出列顺序应为 1，2，4，3，5。2 概要分析（1）抽象数据类型的定义：为实现上述程序的功能，可以用整数存储用户的输入。并将用户输入的值存储于线性表中。算法的基本思想：约瑟夫环问题中的数据是人所在的位置，而这种数据是存在“第一元素、最后元素”，并且存在“唯一的前驱和后继的”，符合线性表的特点。由于需要模拟约瑟夫环的出列问题，可以采用顺序表来实现线性表，完成出列顺序的输出。核心算法主要分为两步：1、确定需要删除的位置，2、设置并删除该位置。已知报数间隔 m，我们可以把当前位置加上 m 获得需要删除的位置，如果获得的位置超过顺序表中实际元素的总长度，则可以通过减去数组的实际长度来修正（即模拟环状计数）。然后把顺序表中的当前指向位置设置为该位置，继而删掉该位置。反复进行上述确定位置和删除位置的操作，直到顺序表为空。（2）主程序的流程：程序由三个模块组成：（1）输入模块：无提示语句，直接输入总人数 n 和报数次数 m，中间用逗号隔开。（2）构造链表并输入每个人信息模块：（3）主要处理出列的函数：分别在 DOS 下和文件中，按移除元素的顺序依次显示其位置。3、详细设计 1.本程序包含三个模块 1)主程序模块 int main()int m,n,i=0;LinkList s;printf(请输入报数上限 m 和人数 n:n);do if(i0)printf(输入有误，请重新输入:n);scanf(%d,&m);getchar();scanf(%d,&n);getchar();i+;while(m=0|n=0);s=CreatList_L(n);ListDelete_L(s,m,n);return 0;2)构造链表并输入每个人信息模块；LinkList L,r,q;int i,key;printf(请输入%d 个数字作为每个人的密码:n,n);for(i=1;inext=r;q=r;r-num=i;r-pwd=key;r-next=L;/使最后节点指向首节点，形成循环链表 return L;/向主函数返回创建完成的循环链表首节点的地址 3）主要处理出列的函数：void ListDelete_L(LinkList&L,int m,int n)LinkList p,s;int j;while(n0)/只要人数大于 0 就继续，直到全部出列 p=L;for(j=1;jnext;printf(出列人原来的序号是:%dn,p-num);/输出出列人序号 m=p-pwd;/将出列人的密码作为新的报数值 m s-next=p-next;/将出列的节点（人）从循环链表中删除 L=p-next;free(p);n-;4、调试分析 编写程序时，指针运用不熟练，导致调试时错误过多，花费了太多时间，后通过对指针相关知识的进一步了解，改正了程序中的错误，正确运行了程序。5、测试结果 输入报数上限值为m为6，人数n为7；7个人数密码依次是1，2，3，4，5，6，7；出队的人号码依次是：6，5，4，3，2，1，7 6、验收环节 在验收是发现了较大的问题，一是把所有内容都写到了main 函数中，二是删除节点时不把链表节点删除，是把内容写到了下个节点中。经过老师的指导，将代码进行了优化。