数据结构实践——猴子选大王

本文针对数据结构基础系列网络课程(2)：线性表的实践项目。

【项目 - 猴子选大王】
　　一群猴子，编号是1，2，3 …m，这群猴子（m个）按照1-m的顺序围坐一圈。从第1只开始数，每数到第n个，该猴子就要离开此圈，这样依次下来，直到圈中只剩下最后一只猴子，则该猴子为大王。输入m和n，输出为大王的猴子是几号。

提示：
（1）链表解法：可以用一个循环单链表来表示这一群猴子。表示结点的结构体中有两个成员：一个保存猴子的编号，一个为指向下一个人的指针，编号为m的结点再指向编号为1的结点，以此构成环形的链。当数到第n个时，该结点被删除，继续数，直到只有一个结点。
（2）使用结构数组来表示循环链：结构体中设一个成员表示对应的猴子是否已经被淘汰。从第一个人未被淘汰的数起，每数到n时，将结构中的标记改为0，表示这只猴子已被淘汰。当数到数组中第m个元素后，重新从第一个数起，这样循环计数直到有m-1被淘汰。
（3）该问题为计算机科学中的经典问题，很多实际的问题可以抽象到这种模型上来。感兴趣的同学请搜索“约瑟夫问题”。

［参考解答（C++实现）］

#include <iostream>
using namespace std;
struct Monkey
{
    int num;  //猴子的编号
    struct Monkey *next; //下一只猴子
};

int main()
{
    int m,n,i,j,king;
    Monkey *head, *p1,*p2;
    cin>>m>>n;
    if(n==1)
    {
        king=m;
    }
    else
    {
        //建立猴子围成的圆圈
        p1=p2=new Monkey;
        head = p1;
        p1->num=1;
        for(i=1; i<m; i++)  //其余m-1只猴子
        {
            p1=new Monkey;  //p1是新增加的
            p1->num=i+1;
            p2->next=p1;
            p2=p1;          //p2总是上一只
        }
        p2->next=head;      //最后一只再指向第一只，成了一个圆圈

        //下面要开始数了
        p1=head;
        for(i=1; i<m; i++)  //循环m-1次，淘汰m-1只猴子
        {
            //从p1开始，数n-1只就找到第n只了
            for(j=1; j<n-1; j++)  //实际先找到第n-1只，下一只将是被淘汰的
                p1=p1->next;    //围成圈的，可能再开始从第一只数，如果还未被淘汰的话

            //找到了，
            p2=p1->next;  //p2将被删除
            //cout<<"第"<<i<<"轮淘汰"<<p2->num<<endl;   //可以这样观察中间结果
            p1->next=p2->next;  //p2就这样被“架空了”
            p1=p2->next;  //下一轮数数的新起点
            delete p2;  //将不在链表中的结点放弃掉
        }
        king=p1->num;
        delete p1;
    }
    cout<<king<<endl;
    return 0;
}