链表--单向环形链表

单向环形链表介绍

 单向环形链表应用场景

Josephu(约瑟夫、约瑟夫环) 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。

提示：用一个不带头结点的循环链表来处理 Josephu 问题：先构成一个有 n 个结点的单循环链表，然后由 k 结点起从 1 开始计数，计到 m 时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从 1 开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

约瑟夫问题-创建环形链表的思路图解：

约瑟夫问题-小孩出圈的思路分析图：

代码实现：

package com.hut.linkedlist;

public class Josepfu {

    public static void main(String[] args) {
        //测试环形链表的构成
            //创建环形单向链表对象
        CircleSingleLinkedList circle = new CircleSingleLinkedList();
        circle.addPerson(20);
        //显示环形单向链表
        circle.showPerson();
        
        //测试出圈
         System.out.println("=========================");
         circle.countPerson(3, 4, 20);

    }

}

//创建一个环形的单向链表
class CircleSingleLinkedList{
    //创建一个first节点，当前没有编号
    private Person  first = null;
    
    //添加个人节点，构建一个环形的单向链表
    public void addPerson(int nums) {  //nums表示要添加的人数
        //校验nums
        if(nums <  1) {
            System.out.println("nums数值有误~~");
            return;
        }
        Person curPerson = null;  //辅助变量
        //使用for循环来构建单向环形链表
        for(int i =1;i <= nums;i ++) {
            //根据编号创建个人节点
            Person person = new Person(i);
            
            if(i == 1) {
                first = person;
                first.setNext(first); //指向first构成环形
                curPerson = first;  //指向第一个人
            }else {
                curPerson.setNext(person);
                person.setNext(first);
                curPerson = person;
            }
        }
    }
    
    //根据用户输入，计算个人出圈的顺序
    /**
     * startNum:表示开始报数的人的排序，就是K
     * countNum:表示数多少下，就是m
     * nums:表示总人数
     * */
    public void countPerson(int startNum,int countNum,int nums) {
        //先进行数据校验
        if(startNum < 1 || countNum < 1 || startNum > nums ) {
            System.out.println("输入数据有误，请重新输入~~");
            return;
        }
        //创建辅助变量，帮助个人出圈
        Person helper = first;
            //需求创建一个辅助指针(变量) helper , 事先应该指向环形链表的最后这个节点
        while(true) {
            if(helper.getNext() == first) { //{ // 说明 helper 指向最后一个人的那个节点
                break;
            }
            helper = helper.getNext();
        }
        
        //在每个人报数前，先让 first 和 helper 移动 k - 1 次
        for(int i=0;i<startNum - 1;i++) {
            first = first.getNext();
            helper = helper.getNext();
        }
        ///当让人报数时，让 first 和 helper 指针同时 的移动 m - 1 次, 然后出圈
        //这里是一个循环操作，知道圈中只有一个节点
        while(true) {
            if(helper == first) { //说明圈中只有一个节点
                break;
            }
            //让 first 和 helper 指针同时 的移动 countNum - 1
            for(int j=0;j<countNum - 1;j++) {
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            //这是first指向的节点就是出圈的节点
            System.out.printf("个人%d 出圈
", first.getNo());
            //这时将first指向的小孩出圈
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);;
        }
        System.out.printf("最后留在圈中的个人编号%d 
", first.getNo());
        
    }
    
    //遍历当前环形单向链表
    public void showPerson() {
        //判断链表是否为空
        if(first == null) {
            System.out.println("没有任何人~~");
            return;
        }
        //因为first不能动，所以创建一个辅助变量curPerson来帮忙遍历
        Person curPerson = first;
        while(true) {
            System.out.printf("个人的编号为： %d
",curPerson.getNo());
            if(curPerson.getNext() == first) {
                break;
            }
            curPerson = curPerson.getNext(); //curPerson后移
        }
    }
    
    
}

//创建一个Person类表示节点
class Person{
    private int no; //编号
    private Person next; //指向下一个节点，默认null
    
    public Person(int no) {
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public Person getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Person next) {
        this.next = next;
    }
    
    
}