约瑟夫环实验报告.docx

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约瑟夫环实验报告

《数据结构与算法设计》

实验报告

——实验一

学院：

自动化学院

班级：

06111001

学号：

112*******

******

一、实验目的

1、熟悉VC环境，学习使用C语言利用链表的存储结构解决实际的问题。

2、在编程、上机调试的过程中，加深对线性链表这种数据结构的

基本概念理解。

3、锻炼较强的思维和动手能力和更加了解编程思想和编程技

巧。

二、实验内容

1、采用单向环表实现约瑟夫环。

请按以下要求编程实现：

1从键盘输入整数m，通过create函数生成一个具有m个结点的单向环表。

环表中的结点编号依次为1，2，……，m。

2从键盘输入整数s（1<=s<=m）和n，从环表的第s个结点开始计数为1，当计数到第n个结点时，输出该第n结点对应的编号，将该结点从环表中消除，从输出结点的下一个结点开始重新计数到n，这样，不断进行计数，不断进行输出，直到输出了这个环表的全部结点为止。

例如，m=10，s=3，n=4。

则输出序列为：

6，10，4，9，5，2，1，3，8，7。

三、程序设计

1、概要设计

为了解决约瑟夫环的问题，我们可以建立单向环表来存储每个人的信息（该人的编号以及其下一个人的编号），及结点，人后通过查找每个结点，完成相应的操作来解决约瑟夫问题。

（1）抽象数据类型定义

ADTJoh{

数据对象：

D=

数据关系：

R1=

基本操作：

create（&J,n）

操作结果：

构造一个有n个结点的单向环表J。

show（J）

初始条件：

单向环表J已存在。

操作结果：

按顺序在屏幕上输出J的数据元素。

calculate（J,s,n）

初始条件：

单向环表J已存在，s>0，n>0，s<环表结点数。

操作结果：

返回约瑟夫环的计算结果。

}ADTJoh

（2）宏定义

#defineNULL0

#defineOK1

#defineERROR-1

（3）主程序流程

（4）模块调用关系

程序分为下述模块：

1）主函数模块——执行输入调用其他的功能函数

2）创建环表模块——创建单向环表

3）计算处理模块——计算出要出列的标号并输出

4）显示模块——输出建立好的环表

调用关系如下：

主函数模块

创建环表模块

显示模块

计算处理模块

2、详细设计

（1）数据类型设计

typedefintElemType;//元素类型

typedefstruct{

ElemTypedata;

structJoh*next;

}Joh,*LinkList,*p;//结点类型，指针类型

（2）操作算法

Statuscreate（LinkList&J,intn）{

//创建一个有n个结点的单向环表

if（n<=0）

returnERROR;//n<0错误

J=（LinkList）malloc（sizeof（J））;

J->data=1;

J->next=J;//建立第一个结点

for（inti=n;i>1;--i）{

p=（LinkList）malloc（sizeof（J））;

p->data=i;

p->next=J->next;J->next=p;//插入到表头

}

returnOK;

}//create

voidshow（LinkListJ）{//主要的操作函数

//顺序输出环表J的结点

p=J;

printf（"%d",p->data）;

p=p->next;

while（p!

=J）{//循环终止条件

printf（"%d",p->data）;

p=p->next;

}

}//show

voidcalculate（LinkListJ,ints,intn）{

p=J;

Joh*head=p;//声明结点

while（p->data!

=s）{

p=p->next;

head=p;

}//寻找起始结点

while（p->next!

=p）{//终止条件

for（inti=0;i

head=p;//保存前置节点

p=p->next;

}

printf（"%d",p->data）;

head->next=p->next;//删除已输出结点

p=head->next;

}

if（n!

=1）

printf（"%d\n",p->data）;

else

printf（"\n"）;

}//calculate

（3）主函数代码

intmain（）{//主函数

Joh*J;intm,s,n;

printf（"Thenumofnodeis:

"）;

scanf（"%d",&m）;

create（J,m）;//创建单向环表J

show（J）;//输出J的数据

printf（"\n"）;

printf（"Thefirstnodewhichyouwantis:

"）;

scanf（"%d",&s）;

printf（"Theinternalwhichyouwantis:

"）;

scanf（"%d",&n）;

calculate（J,s,n）;//计算并输出结果

return0;

}//main

四、程序调试分析

1、细节决定成败，编程最需要的是严谨，如何的严谨都不过分，往往检查了半天发现错误发生在某个括号，分号，引号，或者数据类型上。

在写主要操作函数caculate（）时，在终止条件的书写处不是很清楚，导致我浪费了很多时间。

2、还有一点很大的感触就是，在自己绞尽脑汁都解决不了遇到的问题时，一个很好的手段就是询问同学，寻求其帮助，就比如我在想函数终止条件时，同学一句简单的话语就让我如梦初醒。

这不是什么丢脸的事情，相反的，在快速解决问题的同时，还会收获友谊，不是一举两得吗。

我想，这也是合作学习的真谛吧。

五、用户使用说明

1、本程序的运行环境为Windows操作系统下的MicrosoftVisualC++6.0。

2、在VC环境下打开程序后，按要求键入要求的数字，以等号或空格断开，敲击“回车符”，即可以显示要求的结果。

3、按下任意键以继续。

六、程序运行结果

测试用例1：

输入：

m=10,s=3，n=4输出：

6，10，4，9，5，2，1，3，8，7

测试用例2：

输入：

m=13，s=4，n=3输出：

6，9，12，2，5，10，1，7，13，8，4，11，3

七、程序清单

#defineNULL0

#defineOK1

#defineERROR0

typedefintStatus;

typedefintElemType;

typedefstruct{//结点类型

ElemTypedata;

structJoh*next;

}Joh,*LinkList;//定义约瑟夫结构

Joh*p;

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

Statuscreate（LinkList&J,intn）{

if（n<=0）

returnERROR;

J=（LinkList）malloc（sizeof（J））;

J->data=1;

J->next=J;//建立第一个结点

for（inti=n;i>1;--i）{

p=（LinkList）malloc（sizeof（J））;//申请空间

p->data=i;

p->next=J->next;J->next=p;//插入到表头

}

returnOK;

}//构造函数

voidshow（LinkListJ）{

p=J;

printf（"%d",p->data）;

p=p->next;

while（p!

=J）{//循环结束条件

printf（"%d",p->data）;

p=p->next;

}

}//显示函数

voidcalculate（LinkListJ,ints,intn）{

p=J;

Joh*head=p;

while（p->data!

=s）{

p=p->next;

head=p;

}//寻找起始结点

while（p->next!

=p）{

for（inti=0;i

head=p;//保存前置结点

p=p->next;

}

printf（"%d",p->data）;

head->next=p->next;//删除已输出结点

p=head->next;

}

if（n!

=1）

printf（"%d\n",p->data）;

else

printf（"\n"）;

}//主体计算函数

intmain（）

{

Joh*J;intm,s,n;

printf（"Thenumofnodeis（m=）:

"）;

scanf（"%d",&m）;

create（J,m）;//创建单向环表J

show（J）;//显示J的数据内容

printf（"Thefirstnodewhichyouwantis（s=0）:

"）;

scanf（"%d",&s）;

printf（"Theinternalwhichyouwantis（n=）:

"）;

scanf（"%d",&n）;

calculate（J,s,n）;//计算并输出最后结果

return0;

}