约瑟夫环课程设计实验报告

《数据结构》

课程设计报告

课程名称：《数据结构》课程设计课程设计题目：joseph环

姓名：

院系：计算机学院

专业：

年级：

学号：

指导教师：

2011年12月18日

目录

1 课程设计的目的 (2)

2 需求分析 (2)

3 课程设计报告内容 (3)

1、概要设计 (3)

2、详细设计 (3)

3、调试分析 (x)

4、用户手册 (x)

5、测试结果 (6)

6、程序清单 (7)

4 小结 (10)

1、课程设计的目的

（1）熟练使用C++编写程序，解决实际问题；

（2）了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；

（3）初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；

（4）提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；

2、需求分析

1、问题描述：

编号是1，2，……,n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个仍开始顺时针方向自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。

2、要求：

利用不带表头结点的单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。

3、测试数据：

m的初值为20，n=7 ,7个人的密码依次为3，1，7，2，4，7，4，首先m=6,则正确的输出是什么？

输出形式：建立一个输出函数，将正确的输出序列

3、课程设计报告内容

概要设计：

在理解了题目后，我先想到的是我们所学的单链表，利用单链表先建立循环链表进行存贮，建立完循环链表后，我将所要编写的函数分为了两块，一块是经过学过的单链表改编的循环链表的基本操作函数，还有一块是运行约瑟夫环的函数。

详细设计：

我先建立一个结构体，与单链表一样，只是多了一个存密码的code域

struct LinkNode

{

int data; //顺序

int code; //密码

LinkNode *next;

};

建立一个类LinkList ,包含的函数：

LinkList(); //构造函数

void Creat(const int ); //创建循环链表

int Delete(LinkNode* ); //删除报到数的结点

int Joseph(int ); // 约瑟夫环

私有成员是

LinkNode* head; //指向第一个结点的指针

LinkNode* elem; // 同上

int len; //长度

我定义了一个elem指针是为了约瑟夫环里运行方便，elem只在约瑟夫环这个函数里用到，其他函数没有特别大的用处。

构造函数与书上的没什么大差别，创建循环链表时，要考虑几个问题，一个是题目要求是不带头结点，所以head指针直接指向了第一个结点，我在创建链表时把第一个结点初始化data为1，表明这个结点是第一个结点。具体如下：void LinkList::Creat(const int number) //number为结点个数，也就是参与的人数{

if(number==1) //只有一个人的情况

{

head=elem=new LinkNode;

head->data=1;

cout<<"请输入密码:"<

cin>>head->code;

head->next=head;

}

else

{

head=elem=new LinkNode;

head->data=1;

cout<<"请依次输入各个密码:"<

cin>>head->code;

LinkNode*q=head;

q=head;

for(int i=1;i

LinkNode*p=new LinkNode;

p->data=i+1;

cin>>p->code;

q->next=p;

q=p;

}

q->next=head; //构成循环链表

}

len=number;

}

在构建约瑟夫环的执行函数时，我首先考虑了递归调用的函数，原本的这个程序的所有的都定为elemtype类型的，虽然编译没出错，但是在连接时发生了错误，在老师的指导下改成了具体的int型。

int LinkList::Joseph(int m)

{

if(len>1)

{

LinkNode *q;

if(m==1) //在初始报数为1的情况下

{

q=elem;

int a=q->code; //将选中的结点的密码记录在a中

elem=elem->next;

cout<

Joseph(a); //用已经删除的结点的存的密码作为下一次循环的报数值

}

else //一般情况下

{

for(int i=1;i

elem=elem->next; //找到需要出列的结点

q=elem;

elem=elem->next; //此处的elem指针指向要删除的结点的下一个结点，下

次递归调用时从这里开始向下循环报数

int a=q->code;

cout<

Joseph(a);

}

}

else //在只有一个结点的情况下

cout<data;

}

最后还有一个Delete函数，在删除结点的时候要考虑几个特殊情况，头尾结点。删除第一个结点时，需要将head指针下移，尾结点的next也要指向第二个结点；删除尾结点时，要将尾结点前的结点与第一个结点相连。在设计这个函数时，我只考虑了当len大于1的情况，在只剩下一个结点时，不必要删除，直接输出data的值即可（在约瑟夫函数中有写）。具体函数如下：

int LinkList::Delete(LinkNode *a)

{

if(len>1) //只考虑长度大于1的情况

{

if(head==a)

{

int out=head->data;

LinkNode* q=head;

while(q->next!=head)

{

q=q->next;

}

q->next=head->next;

head=head->next;

delete a;

len--; //用len记录删除后的循环链表的长度

return out;

}

else

{

LinkNode* q=head;

int out=a->data;

while(q->next!=a)

{

q=q->next;

}

if(a->next=head) .//删除的是尾结点时（不知道为什么我写程序里总是编译出现错误）

{

q->next=head; //重新链接

delete a;

len--;

return out;

}

else

{

q->next=a->next;

delete a;

len--;

return out;

}

}

}

}

5、测试结果：

6 程序清单：

#include

struct LinkNode

{

int data;

int code;

LinkNode *next;

};

class LinkList

{

public:

LinkList();

void Creat(const int );

//~LinkList();

int Delete(LinkNode* );

int Joseph(int );

private:

LinkNode* head;

LinkNode* elem;

int len;

};

LinkList::LinkList()

{

head=elem=NULL;

len=0;

}

void LinkList::Creat(const int number)

{

if(number==1)

{

head=elem=new LinkNode;

head->data=1;

cout<<"请输入密码:"<

cin>>head->code;

head->next=head;

}

else

{

head=elem=new LinkNode;

head->data=1;

cout<<"请依次输入各个密码:"<

cin>>head->code;

LinkNode*q=head;

q=head;

for(int i=1;i

{

LinkNode*p=new LinkNode;

p->data=i+1;

cin>>p->code;

q->next=p;

q=p;

}

q->next=head;

}

len=number;

}

int LinkList::Delete(LinkNode *a)

{

if(len>1)

{

if(head==a)

{

int out=head->data;

LinkNode* q=head;

while(q->next!=head)

{

q=q->next;

}

q->next=head->next;

head=head->next;

delete a;

len--;

return out;

}

else

{

LinkNode* q=head;

int out=a->data;

while(q->next!=a)

{

q=q->next;

}

q->next=a->next;

delete a;

len--;

return out;

}

}

}

int LinkList::Joseph(int m)

{

if(len>1)

{

LinkNode *q;

if(m==1)

{

q=elem;

int a=q->code;

elem=elem->next;

cout<

Joseph(a);

}

else

{

for(int i=1;i

elem=elem->next;

q=elem;

elem=elem->next;

int a=q->code;

cout<

Joseph(a);

}

}

else

cout<data;

}

int main()

{

int num,code;

cout<<"请输入人数: ";

cin>>num;

LinkList L;

L.Creat(num);

cout<<"请输入第一个上限数: ";

cin>>code;

cout<<"出列顺序:"<

L.Joseph(code);

return 0;

}

4、小结

一、这次课程设计的心得体会通过实践我的收获如下：

一开始接触数据结构课程设计真的挺难的，好多都不会，不是逻辑方面的问题，而是不具备动手能力，脑子里总有一团火，比如对于这个题目，一开始有很多的想法，想到了从逻辑上怎么实现他，要编写哪些程序，但是一到需要编写了就开始为难了，可以说是几乎不知道从哪里入手，参考了书本里的程序，仿照他的结构一步一步做下来，现在对于单链表的各种操作已经算是比较熟练了，让我知道光有理论知识还远远不够，需要多动手，写的多了自然就能手到擒来。

二、根据我在实习中遇到得问题，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、在做设计的时候要有信心，有耐心，切勿浮躁。

4、认真的学习课本知识，掌握课本中的知识点，并在此基础上学会灵活运用。

5、在课余时间里多写程序，熟练掌握在调试程序的过程中所遇到的常见错误，以便能节省调试程序的时间。