约瑟夫环问题 实验报告

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约瑟夫环实验报告

约瑟夫环实验报告

约瑟夫环实验报告约瑟夫环是一个经典的数学问题,它涉及到一个有趣的游戏。

这个游戏的规则是:有N个人站成一圈,从某个人开始,每报数到第M个人,就将该人从圈中移出去,再从下一个人开始重新报数,如此循环,直到只剩下一个人为止。

那么,我们将通过实验来探究一下约瑟夫环的性质和一些有趣的现象。

首先,我们设定了一组实验条件。

假设有10个人,从1到10编号,报数为3。

我们选择从编号为1的人开始报数,然后每次报数到第3个人。

接下来,我们按照约瑟夫环的规则进行实验。

实验开始后,我们可以观察到一系列有趣的现象。

首先,被淘汰的人并不会立即离开圈子,而是继续留在原位,但不再参与后续的报数和淘汰。

当每次报数到达M的倍数时,即到了第3个人、第6个人、第9个人等等,这些人就会被逐渐淘汰出圈。

在实验过程中,我们发现了一个有趣的规律。

剩下的人似乎总是固定按照一定的顺序被淘汰。

为了更好地观察这个规律,我们进行了多组实验,并记录了淘汰顺序。

首先,在报数为3的情况下,我们记录了当有10个人时的淘汰顺序。

开始时,第1轮淘汰的是第3个人,然后是第6个人,之后是第9个人。

接着,轮到第2个人被淘汰,然后是第7个人,最后是第1个人。

可见,在这个实验条件下,被淘汰的顺序是3、6、9、2、7、1。

我们可以看到,在最后几轮淘汰时,被淘汰的顺序逐渐回到了初始的编号1。

接着,我们将实验条件略作改变,观察是否会出现相似的淘汰顺序。

这次,我们依然有10个人,报数为4。

开始时,第1轮淘汰的是第4个人,然后是第8个人,之后是第2个人。

接着,轮到第5个人被淘汰,然后是第10个人,最后是第6个人。

通过这次实验,我们可以观察到一些不同之处。

尽管淘汰的顺序在最后几轮回到了初始的编号1,但淘汰的间隔变得更长了,而且整体的淘汰顺序也有了一定的变化。

通过对约瑟夫环实验的多次观察和记录,我们可以总结出一些结论。

首先,淘汰的顺序呈现出周期性,并在最后几轮回到了初始的编号。

其次,在不同的实验条件下,淘汰的规律可能会有所不同。

约瑟夫环问题实验报告

约瑟夫环问题实验报告

约瑟夫问题实验报告背景约瑟夫问题(Josephus Problem)据说著名犹太历史学家Josephus有过以下的故事:在罗马人占领乔塔帕特后,39 个犹太人与Josephus及他的朋友躲到一个洞中,39个犹太人决定宁愿死也不要被敌人到,于是决定了一个自杀方式,41个人排成一个圆圈,由第1个人开始报数,每报数到第3人该人就必须自杀,然后再由下一个重新报数,直到所有人都自杀身亡为止。

然而Josephus 和他的朋友并不想遵从,Josephus要他的朋友先假装遵从,他将朋友与自己安排在第16个与第31个位置,于是逃过了这场死亡游戏。

原题:用户输入M,N值,N个人围成一个环,从0号人开始数,数到M,那个人就退出游戏,直到最后一个人求最后一个剩下的人是几号?问题描述设编号为1-n的n(n>0)个人按顺时针方向围成一圈.首先第1个人从1开始顺时针报数.报m的人(m 为正整数).令其出列。

然后再从他的下一个人开始,重新从1顺时针报数,报m的人,再令其出列。

如此下去,直到圈中所有人出列为止。

求出列编号序列。

一.需求分析:(1)基本要求需要基于线性表的基本操作来实现约瑟夫问题需要利用循环链表来实现线性表(2)输入输出格式输入格式:n,m(n,m均为正整数,)输出格式1:在字符界面上输出这n个数的输出序列(3)测试用例(举例)输入:8,4输出:4 8 5 2 1 3 7 6二.概要设计(1)抽象数据类型:数据对象:n个整数数据关系:除第一个和最后一个n外,其余每个整数都有两个元素与该元素相邻。

基本操作:查找,初始化,删除,创建链表循环链表的存储结构:(2).算法的基本思想循环链表基本思想:先把n个整数存入循环链表中,设置第m个数出列,从第一个开始查找,找到第m个时,输出第m个数,并删掉第m个节点,再从下一个数开始查找,重复上一步骤,直到链表为空,结束。

(3).程序的流程程序由三个模块组成:1.输入模块:完成两个正整数的输入,存入变量n和m中2.处理模块:找到第m个数3.输出模块:按找到的顺序把n个数输出到屏幕上三.详细设计首先,设计实现约瑟夫环问题的存储结构。

实验报告 约瑟夫问题

实验报告 约瑟夫问题
pNew->next = pCur->next;
pCur->next = pNew;
pCur = pNew;
printf("结点%d,密码%d\n",pCur->id, pCur->cipher);
}
}
printf("完成单向循环链表的创建!\n");
}
(3)运行"约瑟夫环"问题
static void StartJoseph(NodeType **, int)
exit(-1);
}
pNew->id = iId;
pNew->cipher = iCipher;
pNew->next = NULL;
return pNew;
}
(6)测试链表是否为空,空为TRUE,非空为FALSE
static unsigned EmptyList(const NodeType *pHead)
实验内容
利用循环链表实现约瑟夫环求解。
实验说明
1.问题描述
约瑟夫问题的:编号为1,2,....,N的N个人按顺时针方向围坐一圈,每人持有一个密码(正整数),一开始任选一个正整数作为报数上限值M,从第一个人开始按顺时针方向自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,从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数,如此下去,直至所有人全部出列为止。试设计一个程序求出出列顺序。
{
if(!pHead)
{
return TRUE;
}
return FALSE;
}
实验中遇到的问题及解决方法
实验结果如下:
实验总结(结果和心得体会)

约瑟夫环实验报告

约瑟夫环实验报告

约瑟夫环问题实验报告一、实验内容本实验利用单向循环链表模拟约瑟夫环问题(编号为1,2,…,n的n个人按顺时针方向围坐一圈,没人持有一个密码(正整数)。

开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个人开始按顺时针方向自1开始报数,报到m是停止报数。

报m的人出列,将他的密码作为新的m值,从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数,如此下去,直至所有人全部出列为止),按照出列顺序印出个人的编号。

M的初值为20,n=7,7个人的密码依次为3,1,7,2,4,8,4,首先m值为6。

二、源程序#include"stdafx.h"#include<iostream>using namespace std;#include<conio.h>//getch();/*write: Han.JH*/static int people_number_count; typedef struct People_Node{int Password_Data,people_number;struct People_Node *next;}People_Node,*People_LinkList;void GreatList(People_LinkList &L){People_Node *s,*r; int flag=1;int Password;L=new People_Node;L->next=NULL;r=L;while(flag==1){cout<<"输入每个人的密码,以回车作间隔,'0'表示结束:";cin>>Password;//输入每个人的密码;if(Password!=0){s=new People_Node;s->Password_Data=Password;people_number_count++; //对人的编号s->people_number=people_number_count;r->next=s;r=s;}else{ r->next=L->next;flag=0;}}}void GetList(People_LinkList &L){People_Node *r;int m,k;int count=0;cout<<"输入报数上限值m:";cin>>m;r=L;cout<<"出列排序:";while(count!=people_number_count){ //则所有人以出列,结束循环for(k=1;k<=m-1;k++){r=r->next;}count++;m=r->next->Password_Data;cout<<"["<<r->next->people_number<<"]";r->next=r->next->next;}}void main(){People_LinkList L;void GreatList(People_LinkList &);void GetList(People_LinkList &);cout<<"++++++++++++约瑟夫环问题+++++++++++"<<endl;GreatList(L);GetList(L);cout<<"[--结束--]"<<endl;getch();}三、调试刚开始调试时出现了无法打开<iostream.h>头文件的错误,经过上网查询,#include<iostream.h>是C语言风格,但是在标准 C 里面,是不用#include <iostream.h>的,而要使用#include <iostream>把#include<iostream.h>改为:#include<iostream>using namespace std;后,问题解决。

约瑟夫环数据结构实验报告

约瑟夫环数据结构实验报告

约瑟夫环数据结构实验报告《约瑟夫环数据结构实验报告》摘要:本实验旨在通过使用约瑟夫环数据结构来模拟约瑟夫问题,并通过实验结果分析该数据结构的性能和适用场景。

实验结果表明,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且可以应用于一定范围的实际问题中。

1. 引言约瑟夫问题是一个经典的数学问题,描述了一个有n个人的圆桌围坐,从第一个人开始报数,报到m的人离开,然后从离开的人的下一个人开始重新报数,直到所有人离开。

在本实验中,我们将使用约瑟夫环数据结构来模拟这一问题,并分析其性能和适用场景。

2. 实验方法我们首先定义了一个约瑟夫环的数据结构,并实现了相应的插入、删除等操作。

然后,我们使用不同规模的数据集进行了实验,记录了每次操作的时间开销,并进行了性能分析。

3. 实验结果实验结果表明,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率。

在不同规模的数据集下,其操作时间基本保持在可接受的范围内,并且随着数据规模的增加,性能表现基本保持稳定。

4. 结论约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且可以应用于一定范围的实际问题中。

然而,在处理大规模数据时,仍需进一步优化算法和数据结构,以提高性能和效率。

5. 展望未来,我们将进一步研究约瑟夫环数据结构在实际问题中的应用,并探索其在其他领域的潜在价值。

同时,我们也将继续优化算法和数据结构,以提高其性能和适用范围。

综上所述,约瑟夫环数据结构在解决约瑟夫问题方面具有良好的性能和效率,并且具有一定的实际应用价值。

通过本实验,我们对该数据结构有了更深入的了解,并为其在实际问题中的应用提供了一定的参考和借鉴。

约瑟夫环问题报告

约瑟夫环问题报告

约瑟夫环问题一.需求分析1问题描述任务: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.功能要求:利用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的初值设为20,n=7;对应密码依次是:3, 2, 6, 4, 5, 9, 8;正确的出列顺序为6 2 4 3 1 5 7二、概要设计首先,设计实现约瑟夫环问题的存储结构。

由于约瑟夫环问题本身具有循环性质,考虑采用循环链表。

将循环链表的结点定义为如下结构类型:struct node{ //定义一个结构体(结点),其中包含一个数据域和一个指针域int num;int pw;struct node *next;};三、详细设计1 源程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>struct node{ //定义一个结构体(结点),其中包含一个数据域和一个指针域int num;int pw;struct node *next;};struct node *head;void main()// 进入主函数{system("color 1e");printf("\n 信息科学与技术学院电气0910班周涛涛\n\n\n");printf("***系统说明:编号是1,2,……,n的n个人按照顺时针\n");printf("***方向围坐一圈,每个人只有一个密码(正整数)。

");printf("一开始任选一个\n***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\n***始顺序报数,");printf("报到m时停止报数。

约瑟夫问题实验报告

约瑟夫问题实验报告

一、实验目的1. 理解并掌握约瑟夫问题的基本原理和解决方法。

2. 学习使用循环链表解决线性问题。

3. 提高编程能力和算法设计能力。

二、实验原理约瑟夫问题(Josephus Problem)是一个著名的数学问题,也称为约瑟夫环问题。

问题描述为:N个人围成一圈,从第一个人开始按顺时针方向报数,每数到M的人出列,然后从下一个人开始继续报数,直到所有人都出列。

我们需要找到一种方法,计算出每个人出列的顺序。

三、实验内容1. 创建一个循环链表,模拟N个人围成一圈。

2. 编写一个函数,实现报数和出列操作。

3. 输出每个人出列的顺序。

四、实验步骤1. 定义一个循环链表节点结构体,包含编号和指向下一个节点的指针。

2. 创建一个循环链表,包含N个节点,节点的编号依次为1到N。

3. 编写一个函数`kill(int m, int n)`,实现报数和出列操作:- 初始化一个指针指向第一个节点。

- 从第一个节点开始,按照报数上限M进行报数,每数到M的人出列。

- 更新指针,指向下一个节点,继续报数。

- 重复上述步骤,直到所有节点都被删除。

4. 输出每个人出列的顺序。

五、实验代码```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>// 定义循环链表节点结构体typedef struct Node {int number; // 节点编号struct Node next; // 指向下一个节点的指针} Node;// 创建循环链表Node create(int n) {Node head = NULL, tail = NULL, temp = NULL; for (int i = 1; i <= n; i++) {temp = (Node)malloc(sizeof(Node));temp->number = i;temp->next = NULL;if (head == NULL) {head = temp;tail = temp;} else {tail->next = temp;tail = temp;}}tail->next = head; // 形成循环链表return head;}// 输出循环链表void printList(Node head) {Node temp = head;do {printf("%d ", temp->number);temp = temp->next;} while (temp != head);printf("\n");}// 解决约瑟夫问题void josephus(int m, int n) {Node head = create(n);Node temp = head, pre = NULL;for (int i = 1; i <= n; i++) {for (int j = 1; j < m; j++) {pre = temp;temp = temp->next;}printf("%d ", temp->number);pre->next = temp->next; // 删除节点 free(temp);temp = pre->next;}printf("\n");}int main() {int m, n;printf("请输入报数上限M: ");scanf("%d", &m);printf("请输入人数N: ");scanf("%d", &n);printf("初始站队为: ");josephus(m, n);return 0;}```六、实验结果与分析通过运行实验代码,可以得到每个人出列的顺序。

约瑟夫斯问题

约瑟夫斯问题

实验一:约瑟夫斯问题实验报告一、问题描述1)问题描述约瑟夫斯(Josephus)问题的一种描述是:编号为1,2,…,n的n个人按顺时针方向围坐一圈,每人持有一个密码(正整数)。

一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个人开始按顺时针方向自1开始报数,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,从他在顺时针方向下一个人开始重新从1报数,如此下去,直至所有的人全部出列为止。

试设计一个程序,按出列顺序印出各人编号。

2)基本要求利用单向循环链表存储结构模拟此过程,按照出列的顺序印出各人的编号.3)测试数据m的初值为20;n=7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4。

m初值为6(正确的出列顺序应为6,1,4,7,2,3,5).二、需求分析1.该程序所能实现的功能:将n个数字按照某一特定序列输出,直至全部输出为止。

2.输入的形式及输入值范围:依次输入人数n、每个人的密码及报数上限m值。

3.输出的形式:按照报数上限m及每个人的密码依次输出每个人的编号。

4.测试数据要求:m的初值为20;n=7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4。

m初值为6(正确的出列顺序应为6,1,4,7,2,3,5)。

三、概要设计1.主程序流程获取每个人的密码,选定m的初值,调用函数,按照特定要求完成输出操作。

2.核心模块的算法伪码主程序:void main(void){int m;people *s;s=GetData();cout〈<"请输入m的初值:"<〈endl;cin〉〉m;DealData(s,m);}预编译代码:#include〈iostream。

h〉四、详细设计1。

实现每个操作的伪码,重点语句加注释(1)建立“人”的结构体struct people{int data;int num;people *next;};(2)获取每个人的相关数据people *GetData(){i nt n;p eople *p1,*p2,*head;h ead=NULL;c out<<”请输入人数:”;c in〉〉n;c out〈〈”请依次输入每个人的密码:”<〈endl;f or(int i=0;i<n;i++){p1=new (people);cin〉〉p1—>data;p1—>num=i+1;if(head==NULL){head=p2=p1; //建立首结点}else{p2-〉next=p1; //中间结点p2=p1;}}i f(head!=NULL)p2-〉next=head;r eturn(head); //循环链表}2。

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return count==0; } template <class T> bool SqList<T>::Full() const { return count==maxsize; } template <class T> int SqList<T>::Length() const { return count; } template <class T> void SqList<T>::Clear() { count=0; //这里并不是将所有元素删除,而是将元素个数置 0,实际上元素还在,但可以重新输入元素替换原来的元素 } template <class T> bool SqList<T>::SetElem(int position,const T &e) { if(position<1||position>Length()) //范围出错 { cout<<"范围出错,无法赋值!"<<endl; return false; } else { elems[position-1]=e; return true; } }
for(;i<=m;i++) { j++; if(j>len) j=1; while(S.GetElem(j)==0) { j++; if(j>len) j=1; } } if(j==0) j=1; cout<<S.GetElem(j)<<" "; S.SetElem(j,0); flag++; i=1; } cout<<endl; } return 0; } 测试用例:
数据结构课程实验报告实验一
实验题目:顺序表的应用 实验内容:约瑟夫环问题:设编号为1,2,3,……,n的n(n>0)个人按 顺时针方向围坐一圈,m为任意一个正整数。从第一个人开始顺时针方 向自1起顺序报数,报到m时停止并且报m的人出列,再从他的下一个人 开始重新从1报数,报到m时停止并且报m的人出列。如此下去,直到所 有人全部出列为止。要求设计一个程序模拟此过程,对任意给定的m和 n,求出出列编号序列。 一 设计分析: 1、定义一个List类,类中public:申明list(构造线性表);申明 add(向线性表尾加入元素b);申明delete(删除表中下标尾 index);申明display(输出线性表);getend(返回线性表的位置) 2、分别定义1中申明的函数 3、定义baoshu函数,用于执行从1开始计数,到m是输出并删除m,并从 下一个元素开始 从新记数。到表尾时,再从头计数,依次循环输出, 直到表空。 4、定义主函数,输入n、m。并执行相应的函数,并输出结果。 二 程序代码:#include <iostream> #include <cassert> using namespace std; template <class T> class SqList { protected: T *elems; //存放数据的数组 int count; //元素个数 size_t maxsize; //最大元素个数 void Init(size_t ); //初始化顺序表 public: SqList(size_t ); //构造 virtual ~SqList();//析构 bool Empty() const;//判断顺序表是否为空 bool Full() const;//判断顺序表是否已满 void Clear(); //清空顺序表 int Length() const;//求顺序表长度
//表已满
cout<<"表已满,无法增加元素!"<<endl; return false; } else { elems[count]=e; count++; return true; } } template <class T> void SqList<T>::Traverse(void(*Visit)(T &)) { for(int i=1;i<=Length();i++) { (*Visit)(elems[i-1]); } } int main() { while(1) { size_t n; cout<<"环中人数:"; cin>>n; SqList<int> S(n); for(int x=1;x<=n;x++) S.Add(x); int len=S.Length(); int m; cout<<"出列间隔:"; cin>>m; int i=1,j=0,flag=0; cout<<"出列序列:"; while(flag<len) { //加入元素e //表长加1
} SetElem(position,e); return true; } }
//将元素插
template <class T> bool SqList<T>::Delete(int position) { if(position<1||position>Length()) //范围出错 { cout<<"范围出错,无法删除元素!"<<endl; return false; } else if(Empty()) //表为空 { cout<<"表为空,无法删除元素!"<<endl; return false; } else { for(int i=position+1;i<=Length();i++) //从要删除的元素 开始,其后的每一个元素向前移动一位 { T e=GetElem(i); SetElem(i-1,e); } count--; //表长减1 return true; } } template <class T> bool SqList<T>::Add(const T &e) { if(Full()) {
//出列的元素置0以作标识
实验总结: 通过这次实验,对线性表有了更深刻的认识,对相关内容有了更熟练 的掌握。由于对编程还不是很熟悉,实验过程中出现了很多错误,但调 试过后大部分解决了。查阅资料,请教同学,分析问题,解决问题,提 高了自己的动手能力。

template <class T> T SqList<T>::GetElem(int position) { T e; if(position<1||position>Length()) { cout<<"范围出错,无法读取元素!"<<endl; exit(1); } else { e=elems[position-1]; } return e; } template <class T> bool SqList<T>::Insert(int position,const T &e) { if(position<1||position>Length()) //范围出错 { cout<<"范围出错,无法插入!"<<endl; return false; } else if(Full()) //表已满 { cout<<"表已满,无法插入!"<<endl; return false; } else { count++; //表长加1 for(int i=count;i>=position;i--) //从要插入的位置开 始,后面的每一个元素向后移一位 { T temp=GetElem(i-1); //用temp取出要移动的元素 SetElem(i,temp); //移到下一位
bool SetElem(int position,const T &e);//将第position个元素 设为e T GetElem(int position); //读取第position个元素 bool Insert(int position,const T &e);//在第position个位置插 入e bool Delete(int position); //删除第position个位置的元素 bool Add(const T &e); //将e加到表尾 void Traverse(void(*Visit) (T& )); //依次对表中每个元素调用 Visit元素 }; template <class T> void SqList<T>::Init(size_t size) { maxsize=size; if(elems!=NULL) delete []elems; elems=new T[maxsize]; assert(elems!=NULL); count=0; } template <class T> SqList<T>::SqList(size_t size) { elems=NULL; Init(size); } template <class T> SqList<T>::~SqList() { delete [] elems; } template <class T> bool SqList<T>::Empty() const {
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