数据结构Ⅰ课程设计 约瑟夫环.docx
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数据结构Ⅰ课程设计约瑟夫环
数据结构Ⅰ课程设计
约瑟夫环问题
2014年01月04日
目录
目录2
第1章问题描述3
第2章基本要求4
第3章概要设计5
3.1数据结构的设计5
3.2算法的设计6
3.3抽象数据类型的设计8
第4章详细设计10
4.1设计抽象数据类型对应的C++类的定义10
4.2设计每个成员函数11
4.3设计主函数12
第5章运行与测试13
5.1程序运行环境13
5.2测试数据及测试结果13
5.3程序运行结果截图16
第6章总结与心得17
参考文献18
附录程序源代码19
第1章问题描述
编号是1,2,3……n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人持有一个密码（正整数）。
一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个人开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。
报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。
设计一个程序来求出出列顺序。
第2章基本要求
1）建立数据模型，确定存储结构；
2）对任意n个人，密码为m，实现约瑟夫环问题；
3）出圈的顺序可以依次输出。
第3章概要设计
3.1数据结构的设计
解决此问题需要用到单链表的数据结构。
约瑟夫环问题，从确定的初报数开始进行，顺着这一方向向前如此循环，若能找到新的密码m所对应的数值则直接输出，若不能找到，继续向下依次寻找，直到找到密码m所对应的数值，再输出，如此循环。
约瑟夫环问题中的数据是人所在的位置，而这种数据存在“第一元素、最后元素”，并且存在唯一的前驱和后继，完全符合单链表的特点。
很显然，这需要应用单循环链表的知识。
单链表的基本思想就是用指针表示结点之间的逻辑关系，要确定指针变量p，结点p，指针p和L。
3.2算法的设计
按照模块进行划分：
（1）链表节点设计
structLnode{
intpwd;//密码
intbianhao;//编号
structLnode*next;
};
（2）采用头插法构造链表，由此必须倒着输入个人的密码和编号，由此可计一个线性表作为缓存暂时保存个人密码和编号。
a[n]=pwd。
n为编号，pwd为n的人的密码。
（3）将上述2中缓存的数据从a[n]到a[1]一次赋给链表L：
Lnode*L,*p;
L=newLnode;
L->next=NULL;
for（i=num;i>0;i--）{
p=newLnode;
p->pwd=a[i-1];
p->bianhao=i;
p->next=L->next;
L->next=p;
}
（4）用循环模拟报数的过程
p=L；
while（num>0）{
for（i=1;ip=p->next;
if（p->next==NULL）{
p->next=L->next;
}
}
Lnode*temp;
temp=p->next;
cout<bianhao<<"\n";
p->next=temp->next;
m=temp->pwd;
free（temp）;
num--;
}
num是用来控制循环次数的变量，值为总人数n，每完成一次删除操。
即每有一个人出列，num减1。
循环中设置了中间变量temp用来存储要删除的结点的指针，以保证删除操作不会导致链表指针无法找到下一结点。
结束后free掉temp。
（5）删除结点，即找到出列对象的同时输出这个结点的数据域：
编号和密码！
3.3抽象数据类型的设计
采用类C语言定义相关的数据类型
structLnode
{
intpwd;//每个人持有的密码
intbianhao;//人员编号
structLnode*next;//指向下一个结点
};
第4章详细设计
4.1设计抽象数据类型对应的C++类的定义
（1）链表节点设计
structLnode{
intpwd;//密码
intbianhao;//编号
structLnode*next;
};
（2）将数据从a[n]到a[1]（运用结点、链表指针）一次赋给链表L：
Lnode*L,*p;
L=newLnode;
L->next=NULL;
for（i=num;i>0;i--）{
p=newLnode;
p->pwd=a[i-1];
p->bianhao=i;
p->next=L->next;
L->next=p;
}
（3）运用循环模拟报数过程
p=L；
while（num>0）{
for（i=1;ip=p->next;
if（p->next==NULL）{
p->next=L->next;
}
}
Lnode*temp;
temp=p->next;
cout<bianhao<<"\n";
p->next=temp->next;
m=temp->pwd;
free（temp）;
num--;
}
4.2设计每个成员函数
intpwd;
intbianhao;
structLnode*next;
将密码和编号存入程序中，通过结点指针对所需的数据进行调用。
Lnode*temp
找到出列对象的同时，输出这个结点的数据域，存储要删除结点，直到程序运行完毕。
4.3设计主函数
主函数
{
定义输入人数和密码
输入相应的初始报数
输入操作完成后，输出相应数据
}
第5章运行与测试
5.1程序运行环境
Windows7系统下在VC++6.0开发平台进行程序的运行与测试。
5.2测试数据及测试结果
数据1：
输入人数5，初次报数3，密码依次为：
26847，测试结果：
32154
数据2：
输入人数8，初次报数6，密码依次为：
34871645，测试结果：
64573128
数据3：
输入人数13，初次报数9，密码依次为：
4637982315758，测试结果：
91028131261137451
5.3程序运行结果截图
数据1：
程序清单
运行结果：
32154
数据2：
程序清单
运行结果：
64573128
数据3：
程序清单
运行结果：
91028131261137451
第6章总结与心得
我的这次数据结构课程设计的题目是《约瑟夫环问题》，通过对该题目的设计，使我加深了对数据结构的理解。
做什么事情，都要对认真，既然是该你做的事，肯定是你应该有这个能力，即使能力不够，也是应该借这个机会来培养。
所以放心大胆地做，对自己有信心，就有动力。
有人说，世上的事就怕认真二字。
确实，做什么，只是认真地去做，踏踏实实，戒躁戒躁，静静地思考，慢慢地进步，真的是天下无难事。
这就是我这次课程设计中得到的最大的体会，受益匪浅。
通过课程设计我的收获如下：
1、巩固和加深了对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
2、培养了我选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。
培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。
3、通过实际编译系统的分析设计、编程调试，掌握应用软件的分析方法和工程设计方法。
4、通过课程设计，培养了我严肃认真的工作作风，逐步建立正确的生产观念、经济观念和全局观念。
根据我在课程设计中遇到得问题，我将在以后的学习过程中注意以下几点：
1、认真上好专业实验课，多在实践中锻炼自己。
2、写程序的过程中要考虑周到，严密。
3、认真的学习课本知识，并在此基础上学会灵活运用。
参考文献
[1]胡明，王涛等著.数据结构（C++版）[M].北京：
清华大学出版社，2011.
[2]谭浩强著.C程序设计（第四版）[M].北京：
清华大学出版社，2005.
[3]谭浩强著.C++程序设计[M].北京：
清华大学出版社，2004.
附录程序源代码
#include
usingnamespacestd;
structLnode{
intpwd;
intbianhao;
structLnode*next;
};
intmain（）
{
inti=0;
intnum,m;
cout<<"输入人数：
"<<"\n";
cin>>num;
cout<<"输入初始报数:
"<<"\n";
cin>>m;
cout<<"输入密码:
"<<"\n";
inta[100];
for（i=0;icin>>a[i];
Lnode*L,*p;
L=newLnode;
L->next=NULL;
for（i=num;i>0;i--）{
p=newLnode;
p->pwd=a[i-1];
p->bianhao=i;
p->next=L->next;
L->next=p;
}
p=L;
while（num>0）{
for（i=1;ip=p->next;
if（p->next==NULL）{p->next=L->next;
}
}
Lnode*temp;
temp=p->next;
cout<bianhao<<"\n";
p->next=temp->next;
m=temp->pwd;
free（temp）;
num--;
}
system（"pause"）;
return0;
}
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