用java實現約瑟夫環問題

約瑟夫環是一個數學的應用問題：已知n我的（以編號1，2，3...n分別表示）圍坐在一張圓桌周圍。從編號爲k的人開始報數，數到m的那我的出列；他的下一我的又從1開始報數，數到m的那我的又出列；依此規律重複下去，直到圓桌周圍的人所有出列。一般解決這類問題時咱們把編號從0~n-1，最後結果+1即爲原問題的解。

1.用單鏈表實現

package com.cws.joseph;
import java.util.Date;
public class JosephCircle {
 /**
  * 做者： 
  * 功能：約瑟夫環
  * 用單鏈表實現
  */
 public static void main(String[] args){
  NodeLink link = new NodeLink();
 // link.setLen(5);
   System.out.println("開始建立"+new Date());
  link.createLink(1000000);
   System.out.println("建立結束"+new Date());
 // link.test();
     link.setK(1000);
     link.setM(1000);
     System.out.println("開始遊戲"+new Date());
     link.play();
     System.out.println("遊戲結束"+new Date());
  
 }
}

class Node{
 private long no;
 private Node nextNode;
 public long getNo() {
  return no;
 }
 public void setNo(long no) {
  this.no = no;
 }
 public Node getNextNode() {
  return nextNode;
 }
 public void setNextNode(Node nextNode) {
  this.nextNode = nextNode;
 }
 public Node(long no){
  this.no=no;
 }
  
}

class NodeLink{
 private Node firstNode;
 private Node temp;
 private Node temp2;
 private long len;
 private long k;//第幾我的開始報數
 private long m;//每次報多少數
 
 
 public Node getTemp2() {
  return temp2;
 }
 public void setTemp2(Node temp2) {
  this.temp2 = temp2;
 }
 public long getK() {
  return k;
 }
 public void setK(long k) {
  this.k = k;
 }
 public long getM() {
  return m;
 }
 public void setM(long m) {
  this.m = m;
 }
 public void createLink(long len){
  this.len = len;
  for(long i = 1;i<=len;i++){
   if(i==1){
    Node node = new Node(i);
    firstNode = node;
    temp = node;
   }else if(i != 1 && i != len){
    Node node = new Node(i);
    temp.setNextNode(node);
    temp = node;
   }else{
    Node node = new Node(i);
    temp.setNextNode(node);
    temp = node;
    temp.setNextNode(firstNode);
    
   }
  }
  
 }
 
 public void test(){
  for(long i =0;i<this.len;i++){
   if(i==0){
    temp=firstNode;
   }
   System.out.println(temp.getNo());
   temp = temp.getNextNode();
  }
 }
 
 public void play(){
  temp = firstNode;
  //先找到第一個報數的人
  for(long i = 1;i<k;i++){
   temp = temp.getNextNode();
  }
  while(this.len != 1){
   //找到要出列的人
   for(long i=1;i<m;i++){
    if(i==(m-1)){
     temp2 = temp;
    }
    temp = temp.getNextNode();
   }
   
   //讓要出列的人出列
   temp2.setNextNode(temp.getNextNode());
   temp = temp.getNextNode();
   this.len--;
   
  }
 
  System.out.println("最後一個出列的是"+temp.getNo());
  
 }
 
 
 
 
 public Node getFirstNode() {
  return firstNode;
 }
 public void setFirstNode(Node firstNode) {
  this.firstNode = firstNode;
 }
 public Node getTemp() {
  return temp;
 }
 public void setTemp(Node temp) {
  this.temp = temp;
 }
 public long getLen() {
  return len;
 }
 public void setLen(long len) {
  this.len = len;
 }
 
}

2.用雙鏈表解決

package com.cws.joseph;
import java.util.Date;
public class JosephCircle_2 {
 /**
  * 做者：
  * 功能：約瑟夫環
  * 用雙向鏈表實現
  */
 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  DoubleLink doubleLink = new DoubleLink();
   System.out.println("開始建立"+new Date());
  doubleLink.createDoubleLink(1000000);
   System.out.println("建立結束"+new Date());
 // doubleLink.testlast();
  doubleLink.setK(1000);
  doubleLink.setM(1000);
  System.out.println("開始遊戲"+new Date());
  doubleLink.play();
  System.out.println("遊戲結束"+new Date());
 }
 
}
class DoubleNode{
 private long no;
 private DoubleNode lastNode;
 private DoubleNode nextNode;
 public long getNo() {
  return no;
 }
 public void setNo(long no) {
  this.no = no;
 }
 public DoubleNode getLastNode() {
  return lastNode;
 }
 public void setLastNode(DoubleNode lastNode) {
  this.lastNode = lastNode;
 }
 public DoubleNode getNextNode() {
  return nextNode;
 }
 public void setNextNode(DoubleNode nextNode) {
  this.nextNode = nextNode;
 }
 public DoubleNode(long no){
  this.no = no;
 }
}
class DoubleLink{
 private long len;
 private DoubleNode firstNode;
 private DoubleNode lastNode;
 private DoubleNode temp;
 private DoubleNode temp2;
 private long k;//第幾我的開始報數
 public long getK() {
  return k;
 }
 public void setK(long k) {
  this.k = k;
 }
 public long getM() {
  return m;
 }
 public void setM(long m) {
  this.m = m;
 }

 private long m;//每次報多少數
 public long getLen() {
  return len;
 }
 public void setLen(long len) {
  this.len = len;
 }
 public DoubleNode getFirstNode() {
  return firstNode;
 }
 public void setFirstNode(DoubleNode firstNode) {
  this.firstNode = firstNode;
 }
 
 public void createDoubleLink(long len){
  this.len = len;
  for(long i=1;i<=len;i++){
   if(i == 1){
    DoubleNode doubleNode = new DoubleNode(i);
    firstNode = doubleNode;
    temp = doubleNode;
    temp2 = doubleNode;
   }else if(i !=1 && i !=len){
    DoubleNode doubleNode = new DoubleNode(i);
    temp.setNextNode(doubleNode);//設置上個的下一個
    temp = doubleNode;//移動到當前
    temp.setLastNode(temp2);//設置當前個的上一個
    temp2 = doubleNode;
   }else{
    DoubleNode doubleNode = new DoubleNode(i);
    lastNode = doubleNode;
    temp.setNextNode(doubleNode);//設置上個的下一個
    temp = doubleNode;//移動到當前
    temp.setLastNode(temp2);//設置當前個的上一個
    temp.setNextNode(firstNode);//設置最後一個的下一個爲第一個
    temp=firstNode;//移動到第一個
    temp.setLastNode(doubleNode);//設置第一個的上一個爲最後一個
   }
  }
 }
 
 public void play(){
  temp = firstNode;
  //先找到第一個報數的人
  for(long i = 1;i<k;i++){
   temp = temp.getNextNode();
  }
  while(this.len != 1){
   //找到要出列的人
   for(long i=1;i<m;i++){
    temp = temp.getNextNode();
   }
   
   //讓要出列的人出列
  // temp2.setNextNode(temp.getNextNode());
   if(len != 2){
    temp2 = temp.getLastNode();
    temp = temp.getNextNode();
    temp2.setNextNode(temp);
    temp.setLastNode(temp2);
   }else{
    temp = temp.getNextNode();
    temp.setLastNode(null);
    temp.setNextNode(null);
   }
   
   this.len--;
   
  }
 
  System.out.println("最後一個出列的是"+temp.getNo());
  
 }
 
 
 public void testnext(){
  for(long i =0;i<this.len;i++){
   if(i==0){
    temp=firstNode;
   }
   System.out.println(temp.getNo());
   temp = temp.getNextNode();
  }
 }
 
 
 public void testlast(){
  for(long i=this.len;i>=1;i--){
   if(i == this.len){
    temp = lastNode;
    
   }
   System.out.println(temp.getNo());
   temp = temp.getLastNode();
  }
  
 }
 
 
}