怎么在php中使用环形链表解决约瑟夫问题
创始人
2024-12-07 13:22:21
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约瑟夫问题:

Josephu问题为: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。并求出最后出列的人是哪个?

PHP实现环形链表以及约瑟夫问题的解决:

/**
 * 链表结构
 */
class Child{
  public $no;
  public $next=null;
  public function __construct($no=null){
    $this->no = $no;
  }
}
/**
 * 链表操作
 */
class CycleLink{
  private $nodeNum = 0;
  /**
   * 添加节点
   */
  public function addNode($head,$node)
  {
    $currentNode = $head;
    while ($currentNode->next!=null && $currentNode->next!=$head) {
      $currentNode = $currentNode->next;
    }
    $currentNode->next = $node;
    $currentNode->next->next = $head;
    $this->nodeNum++;
  }
  /**
   * 删除节点
   */
  public function delNode($head,$no)
  {
    $currentNode = $head;
    while ($currentNode->next!=$head) {
      if($currentNode->next->no==$no){
        $currentNode->next = $currentNode->next->next;
        $this->nodeNum--;
        break;
      }
      $currentNode = $currentNode->next;
    }
  }
  /**
   * 获取节点数量
   */
  public function getNodeNum(){
    return $this->nodeNum;
  }
  /**
   * 查找节点
   */
  public function findNode($head,$no){
    $node = null;
    $currentNode = $head;
    while ($currentNode->next!=$head) {
      if($currentNode->next->no==$no){
        $node = $currentNode->next;
        break;
      }
      $currentNode = $currentNode->next;
    }
    return $node;
  }
  public function getNextNode($head,$node){
    if($node->next==$head){
      return $node->next->next;
    }
    return $node->next;
  }
  /**
   * 显示节点
   */
  public function showNode($head)
  {
    echo "

";     $currentNode = $head;     while ($currentNode->next!=$head){       $currentNode = $currentNode->next;       echo '第 '.$currentNode->no.' 名小孩
';     }   } } /* //创建一个head头,该head 只是一个头,不放入数据 $head     = new Child(); $childList   = new CycleLink(); $child_1   = new Child(1); $child_2   = new Child(2); $child_3   = new Child(3); $child_4   = new Child(4); $childList->addNode($head,$child_1); $childList->addNode($head,$child_2); $childList->addNode($head,$child_3); $childList->addNode($head,$child_4); $childList->showNode($head); echo "
";
var_dump($head);
$findNode = $childList->findNode($head,3);
echo "
";
var_dump($findNode);
$childList->delNode($head,2);
$childList->showNode($head);
echo $childList->getNodeNum();
exit();
*/
/**
 * 约瑟夫问题
 * 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。
 * 并求出最后出列的人是哪个?
 */
class Josephu{
  private $head;
  private $childList;
  private $k;
  private $m;
  private $n;
  public function __construct($n,$k,$m){
    $this->k = $k;
    $this->m = $m;
    $this->n = $n;
    $this->createList($n);  // 创建小孩
    echo "

当前有 {$n} 个小孩,从第 {$k} 个小孩开始报数,数到 {$m} 退出

";   }   // 数数   public function exec(){     $currentNode = $this->childList->findNode($this->head,$this->k);  // 获取第一个开始报数的人     $_num = 0;  // 当前数到的值     $surplus_num = $this->n;     // 开始报数     while ($surplus_num>1) {  // 只要人数大于1,就继续报数       // 当前报数值       $_num++;       $nextNode = $this->childList->getNextNode($this->head,$currentNode);       // 数至第m个数,然后将其移除。报数恢复到0,重新循环。       if( $_num==$this->m ){         $_num = 0;         $surplus_num--;         // 当前小孩退出         $this->childList->delNode($this->head,$currentNode->no);         echo '
退出小孩编号:' . $currentNode->no;       }       // 移动到下一个小孩       $currentNode = $nextNode;     }     echo '
最后一个小孩编号:' . $currentNode->no;   }   // 创建小孩   private function createList($n){     $this->childList = new CycleLink();     $this->head = new Child();     for ($i=1;$i<=$n;$i++){       $node = new Child($i);       $this->childList->addNode($this->head,$node);     }     $this->childList->showNode($this->head);   } } $josephu = new Josephu(4, 1, 2); $josephu->exec();

运行结果:

第 1 名小孩
第 2 名小孩
第 3 名小孩
第 4 名小孩


当前有 4 个小孩,从第 1 个小孩开始报数,数到 2 退出

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