C语言单向循环链表解决约瑟夫问题

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匿名技术用户   2020-12-28 20:10   18   0
据说著名犹太历史学家 Josephus有过以下的故事:在罗马人占领乔塔帕特后,39 个犹太人与Josephus及他的朋友躲到一个洞中,39个犹太人决定宁愿死也不要被敌人抓到,于是决定了一个自杀方式,41个人排成一个圆圈,由第1个人开始报数,每报数到第3人该人就必须自杀,然后再由下一个重新报数,直到所有人都自杀身亡为止。然而Josephus 和他的朋友并不想遵从。首先从一个人开始,越过k-2个人(因为第一个人已经被越过),并杀掉第k个人。接着,再越过k-1个人,并杀掉第k个人。这个过程沿着圆圈一直进行,直到最终只剩下一个人留下,这个人就可以继续活着。问题是,给定了和,一开始要站在什么地方才能避免被处决?Josephus要他的朋友先假装遵从,他将朋友与自己安排在第16个与第31个位置,于是逃过了这场死亡游戏
17世纪的法国数学家加斯帕在《数目的游戏问题》中讲了这样一个故事:15个教徒和15 个非教徒在深海上遇险,必须将一半的人投入海中,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,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的都是非教徒。
*问题分析与算法设计
约瑟夫问题并不难,但求解的方法很多;题目的变化形式也很多。这里给出一种实现方法。
题目中30个人围成一圈,因而启发我们用一个循环的链来表示。可以使用结构数组来构成一个循环链。结构中有两个成员,其一为指向下一个人的指针,以构成环形的链;其二为该人是否被扔下海的标记,为1表示还在船上。从第一个人开始对还未扔下海的人进行计数,每数到9时,将结构中的标记改为0,表示该人已被扔下海了。这样循环计数直到有15个人被扔下海为止。
约瑟夫问题是个有名的问题:N个人围成一圈,从第一个开始报数,第M个将被杀掉,最后剩下一个,其余人都将被杀掉。例如N=6,M=5,被杀掉的人的序号为5,4,6,2,3。最后剩下1号。
假定在圈子里前K个为好人,后K个为坏人,你的任务是确定这样的最少M,使得所有的坏人在第一个好人之前被杀掉。
解决方案:
/*************************************************************************
 > File Name: josefu.c
 > Author: Baniel Gao
 > Mail: createchance@163.com 
 > Blog: blog.csdn.net/createchance 
 > Created Time: Thu 19 Dec 2013 03:08:21 PM CST
 ************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct josefu
{
 int data;
 struct josefu *next;
} josefu_list;

josefu_list *josefu_init(int num);
josefu_list *josefu_begin(josefu_list *list, int rule);
josefu_list *josefu_node(int num);
int josefu_free(josefu_list *list);

int main(void)
{
 josefu_list *list;
 int num, rule;
 
 puts("Please input number and rules: ");
 scanf("%d%d", &num, &rule);
 list = josefu_init(num);
 list = josefu_begin(list, rule);

 josefu_free(list);

 return 0;
}

josefu_list *josefu_init(int num)
{
 int i;
 josefu_list *new;
 josefu_list *list = josefu_node(1);

 for(i = num; i > 1; i--) {
  new = josefu_node(i);
  new->next = list->next;
  list->next = new;
 }

 return list;
}

josefu_list *josefu_node(int num)
{
 josefu_list *p = NULL;

 p = (josefu_list *)malloc(sizeof(josefu_list));
 p->data = num;
 p->next = p;

 return p;
}

josefu_list *josefu_begin(josefu_list *list, int rule)
{
 int counter;
 josefu_list *tmp = NULL;

 for(counter = 1; list->next != list; counter++) {
  if(counter == rule - 1) {
   tmp = list->next;
   list->next = tmp->next;
   free(tmp);
   counter = 0;
   josefu_show(list);
  }
  list = list->next;
 }

 return list;
}

int josefu_show(josefu_list *list)
{
 josefu_list *p = list;

 if(list == NULL)
  return 0;

 do {
  printf("%5d",p->data);
  p = p->next;
 } while(list != p);
 putchar('\n');
}

int josefu_free(josefu_list *list)
{
 free(list);

 return 0;
}

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