c语言——约瑟夫环(数组+链表)

本文介绍了约瑟夫问题的历史背景及编程实现。约瑟夫问题源于古罗马时期犹太人的起义,士兵们为了不被俘虏而选择有序自杀。文章通过数组和循环链表两种方法实现了约瑟夫问题的解决方案。

约瑟夫(Josephus)问题是由古罗马的史学家约瑟夫提出的,他参加并记录了公元 66-70 年犹太人反抗罗马的起义。约瑟夫作为一个将领带兵驻守裘达伯特城,在城市沦陷之后,他和 40多名将士在附近的一个洞穴中避难,将士们群情激奋地表示宁死不投降,于是约瑟夫提出自杀规则:所有n个人围坐一圈,从第一个人开始从1到m报数,报到m的人在战友协助下有尊严地结束其生命(对就是杀了他),下一个人重新报数,依次执行,直到最后一人则英勇而悲壮地自杀。故事的结尾显然约瑟夫同志留到了最后,他决定去当一个历史学家记录战士们的英勇事迹。

编程序, 输出最后一个剩下的编号。

例如:

输入n=5 ,m= 2

输出:

被杀死人的顺序是: 2, 4, 1, 5

幸存者序号是:3

数组方法: 

#include<stdio.h>
int main() {
	int i,j=0,k=0,a[100]= {0},n,m;
	printf("请输入人数:");
	scanf("%d",&n);
	printf("请输入序号:");
	scanf("%d",&m);
	printf("杀人顺序为:");
	for(i=0; i<=n-1; i++)
		a[i]=i+1;
	for(i=0; k!=n-1; i++) {//k记录杀人数 
		if(i>n-1)i=i-n;//一趟循环后i-n;返回0重新 开始
		if(a[i]!=0)j++;//j为报数 
		else  continue;//等于零跳过这个数
		if(j%m==0) {
			printf("%d ",i+1);
			a[i]=0;    //数到三,赋值零"杀掉"
			k++;
		}
	}
	for(i=0; i<=n-1; i++)
		if(a[i]!=0)
			printf("\n幸存者序号:%d",a[i]);//输出活下的人的序号
}

循环链表: 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct List
{
    int data;
    struct List *next;
} listNode, *listLink;

listLink createList(int num)
{//创建循环链表
    listLink q, head = NULL;
    for (int i = 1; i <= num; i++)
    {
        listLink p = (listLink)malloc(sizeof(listNode));
        p->data = i;
        p->next = NULL;
        if (head == NULL)
        {
            head = p;
            q = head;
        }
        else
        {
            q->next = p;
            q = q->next;
        }
    }
    q->next = head;//尾指针回指
    return head;
}

void killOperate(listLink L, int gap, int num)
{
    int flag = 0;
    listLink p, q;
    p = q = L;
    printf("the order of killing is \n");
    for (int i = 1; i < num; i++)
    {
        if (i == 1)//第一次只移动 gap-1
        {
            flag = 1;
        }
        else
            flag = 0;
        while (flag < gap)
        {
            p = p->next;
            if (p->data != 0)//非零才算移动
            {
                flag++;
            }  
        }
        printf("%d ", p->data);
        p->data = 0;
    }
    while (q->data == 0)//寻找最后的幸存者
    {
        q = q->next;
    }
    printf("\nthe survivor is %d\n", q->data);
}

int main()
{
    int sum, gap;
    listLink L;
    printf("please input sum of people:\n");//总人数
    scanf("%d", &sum);
    printf("please input kill number:\n");//间隔
    scanf("%d", &gap);
    L = createList(sum);
    killOperate(L, gap, sum);
    
}

### C语言实现约瑟夫环问题的循环链表解决方案 以下是基于循环链表实现约瑟夫环问题的一个完整C语言程序。该方案通过创建一个单向循环链表来模拟人员排列的过程,并按照指定规则逐步移除节点。 #### 定义结构体和辅助函数 首先定义一个表示链表节点的结构体 `Node`,并编写用于初始化链表、打印链表以及释放内存的相关函数: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 创建新节点 Node* create_node(int value) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); if (!new_node) { printf("Memory allocation failed!\n"); exit(1); } new_node->data = value; new_node->next = NULL; return new_node; } // 初始化循环链表 Node* initialize_circular_list(int n) { if (n <= 0) return NULL; // 如果人数小于等于零,则返回空指针 Node* head = create_node(1); // 创建第一个节点 Node* current = head; for (int i = 2; i <= n; ++i) { // 构建后续节点 Node* temp = create_node(i); current->next = temp; current = temp; } current->next = head; // 将最后一个节点指向头节点形成闭环 return head; } ``` #### 主逻辑部分 接下来,在主函数中完成如下操作:构建初始状态下的循环链表;依据输入参数 s 和 m 执行淘汰过程直至所有成员被处理完毕。 ```c void josephus_circle(int n, int s, int m) { if (n == 0 || m <= 0) return; Node* head = initialize_circular_list(n); // 调整起点至第s个人的位置 Node* start = head; while (--s > 0 && start != NULL){ start = start -> next; } // 开始报数并逐个删除节点 while(start != start->next){ // 报数m-1次找到要删除的目标前驱节点 for(int count=1 ;count<m-1; ++count ){ start=start->next ; } // 删除目标节点(即start之后的那个) Node *toDelete = start->next ; start->next = toDelete->next ; free(toDelete ); // 释放空间 // 输出当前被淘汰者编号 printf("%d ", start->next->data ); // 更新起始位置为下一个存活者 start = start->next ; } // 最后剩下的一名也需输出 printf("%d\n", start->data ); free(start ); // 清理最后剩余节点的空间 } int main(){ int n,s,m; scanf("%d %d %d",&n,&s,&m); josephus_circle(n ,s ,m ); return 0; } ``` 以上代码实现了完整的约瑟夫环算法[^3]。其中包含了如何动态分配内存建立链表节点、调整定位到特定参与者作为计数开始处、遵循既定间隔剔除个体直到无人幸存为止等一系列关键步骤说明[^4]。
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