数据结构实验报告—约瑟夫问题求解讲解.docx

《计算机软件技术基础》 实验报告I—数据结构 实验一、约瑟夫斯问题求解 一、问题描述 1.实验题目：编号1,2,....,n的n个人顺时针围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。 开始选择一个正整数作为报数上限m，从第一个人开始顺时针自1报数，报到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，直至所有人全部出列。 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个人的编号。 3.测试数据：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6,1,4,77,2,3）。 二、需求分析 1.本程序所能达到的基本可能： 该程序基于循环链表来解决约瑟夫问题。用循环链表来模拟n个人围坐一圈，用链表中的每一个结点代表一个人和他所代表的密码。在输入初始密码后m，对该链表进行遍历，直到第m个结点，令该结点的密码值作为新的密码值，后删除该结点。重复上述过程，直至所有的结点被释放空间出列。 2.输入输出形式及输入值范围： 程序运行后提示用户输入总人数。输入人数n后，程序显示提示信息，提示用户输入第i个人的密码，在输入达到预定次数后自动跳出该循环。程序显示提示信息，提示用户输入初始密码，密码须为正整数且不大于总人数。 3．输出形式 提示用户输入初始密码，程序执行结束后会输出相应的出列结点的顺序，亦即其编号。用户输入完毕后，程序自动运行输出运行结果。 4.测试数据要求： 测试数据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 为了实现上述功能，应用循环链表来模拟该过程，用结构体来存放其相应的编号和密码信息，因此需要循环链表结构体这个抽象数据类型。 1．循环链表结构体抽象数据类型定义： ADT Node{ 数据对象：D={ai,bi,ci|ai∈int, bi∈int,ci∈(Node*),i =1,2...,n,n≥0}: 数据关系：R=? 基本操作： CreatList(int n) //构建循环单链表； Order(int m,node *l) //输出函数，输出出列顺序并删除链表中的结点； }ADT node； 2. ADT的C语言形式说明： typedef struct Node { int num; //结点的数据域，存放编号； int word; //结点的数据域，存放密码； struct Node *next; //结点的指针域，存放指向下一结点的指针； }Node； Node *CreatList( ) //建立循环单项链表； void Order(Node *h) //输出出列顺序并删除结点； 3. 主程序流程及其模块调用关系: 1）.主程序流程： 先提示用户输入相关数据：总人数，运行循环链表结构体模块，输入每个人持有的密码值，创建出新链表，运行输出函数模块，再输入初始密码m值，输出出列序列。 （创建循环单链表模块：实现链表的抽象数据类型 删除链表结点输出序列模块：实现输出出列顺序） 2）.模块调用关系： 删除链表结点输出序列模块 创建循环链表结构体模块 主函数模块 四、详细设计 1.元素类型、结点类型和结点指针类型： typedef struct Node //定义一个结构体，包含了每个人的序号和密码 { int word; int num; struct Node *next; }Node; 2、创建单向循环链表类型： Node *CreatList() //尾插法创建一个单向循环链表 { Node *p,*s; Node *h; //定义头指针 h=(Node*)malloc(sizeof(Node)); //申请动态存储空间 p=h; h-next=NULL; //初始化链表 printf(第1个人的密码是：); scanf(%d,h-word); h-num=1; //给头指针赋值 for(i=0;in-1;i++) { s=(Node*)malloc(sizeof(Node)); if(h-next==NULL) h-next=s; else p-next=s; p=s; printf(第%d个人的密码是：,i+2);