数组实现的约瑟夫问题(Java)

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#java #exception #string #游戏 #jdk #class

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本文介绍了一个描述约瑟夫游戏的Java类实现。该类能够模拟多人围坐成一圈并进行报数的游戏过程，记录每个参与者的出局顺序，并提供查询特定参与者出局顺序的功能。

原文地址：http://blog.youkuaiyun.com/CManLH/archive/2007/01/09/1478294.aspx

说过要将以前写过的文章转过来，这是以前的第一篇blog。

　　之前是用C++写的，现在做Java了，索性改成了Java版的。看了看以前C++的实现，哈哈，实现得挺烂的，不贴也罢。Java代码如下：

/***************************************************************************************
 *描述约瑟夫游戏的类
 *问题描述：totalNum个人围成圆圈就座，从某人开始编号，从编号为startNum开始从1报数，报数为
 * perNum的人退出圆圈。然后由下一个人从1重新报数，如此循环。
 *created by: jdk1.5.0_07 + Notepad++ 
 * Copyright (C) CManLH 2007.1.9
 *****************************************************************************************/

public class Josephus {
    private int startNum;        //第一个开始报数的参与者的编号
    private int totalNum;        //参与游戏的总人数
    private int perNum;            //报到此数字则出局
    private int man[];            //按座位编号排列
    private int out[];            //按出局次序排列
    
    //构造函数，如果参数出错就抛出异常
    Josephus(int startNum, int perNum, int totalNum) throws Exception {
        if ( totalNum < 0 || startNum < 0 || startNum > totalNum || perNum < 0 ) {
            throw new Exception("Josephus构造函数参数错误");
        }
        
        this.startNum = startNum;
        this.perNum = perNum;
        this.totalNum = totalNum;
        
        calculate();
    }
    
    //游戏模拟函数
    private void calculate() {
        int count = 1;
        int perCounter = 0;
        man = new int[totalNum];
        out = new int[totalNum];
        
        for ( int i = startNum-2; count <= totalNum; count++ ) {
            do {
                i = (i+1)%totalNum;                //做循环处理
                if ( man[i] == 0 ) {
                    perCounter++;
                }
                if ( perCounter == perNum ) {     //当报数刚好为出局的数字时
                    perCounter = 0;
                    break;
                }
            } while ( true );
            man[i] = count;
        }
        
        for ( int j = 0; j < totalNum; j++ ) {
            out[man[j]-1] = j+1;
        }
    }
    
    //获得在num编号座位上的游戏者出局的次序号
    public int positionNumToKilledNum(int num) {
        return (num > 0 && num <= totalNum) ? man[num-1] : -1;
    }
    
    //获得在第num出局游戏者的座位号
    public int killedNumToPositionNum(int num) {
        return (num > 0 && num <= totalNum) ? out[num-1] : -1;
    }
    
    public String toString() {
        StringBuilder string = new StringBuilder(100);
        string.append("此约瑟夫游戏信息如下: "
            + "参与人数：" + totalNum + " 开始报数人的编号：" + startNum + " 每次出局所报数：" + perNum +" "
            + "参加者在环中的编号(出局的次序)： ");
            
        for ( int i = 0 ; i < totalNum; i++ ) {
            string.append((i+1) + "(" + man[i] + ")  ");
        }
        
        string.append(" 参加者出局的次序(在环中的编号)： ");
        for ( int j = 0; j < totalNum; j++ ) {
            string.append((j+1) + "(" + out[j] + ")  ");
        }
        
        return new String(string);
    }
    
    //测试
    public static void main(String[] args) {
        Josephus josephus = null;
        try {
            josephus = new Josephus(3, -1, 45);
        }
        catch ( Exception e ) {
            System.out.println(e);
            return;
        }
        
        System.out.println(josephus);
        System.out.println("排第25号的人是第" + josephus.positionNumToKilledNum(25) + "个出局");
        System.out.println("第25个出局的人是排在第" + josephus.killedNumToPositionNum(25) + "号");
    }
}