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………………………………………………………………22需求分析………………………………………………………………………23课程设计报告内容……………………………………………………………31、概要设计……………………………………………………………………32、详细设计……………………………………………………………………33、调试分析……………………………………………………………………x4、用户手册……………………………………………………………………x5、测试结果……………………………………………………………………66、程序清单……………………………………………………………………74小结…………………………………………………………………………101、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structLinkNode{intdata;//顺序intcode;//密码LinkNode*next;};建立一个类LinkList,包含的函数：LinkList();//构造函数voidCreat(constint);//创建循环链表intDelete(LinkNode*);//删除报到数的结点intJoseph(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intlen;//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：voidLinkList::Creat(constintnumber)//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=newLinkNode;head-data=1;cout请输入密码:endl;cinhead-code;head-next=head;}else{head=elem=newLinkNode;head-data=1;cout请依次输入各个密码:endl;cinhead-code;LinkNode*q=head;q=head;for(inti=1;inumber;i++)//将每个结点链接上，在链接时填入密码{LinkNode*p=newLinkNode;p-data=i+1;cinp-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。intLinkList::Joseph(intm){if(len1){LinkNode*q;if(m==1)//在初始报数为1的情况下{q=elem;inta=q-code;//将选中的结点的密码记录在a中elem=elem-next;coutDelete(q)endl;//Delete函数是为了将已经报过数的人删除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(inti=1;im;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inta=q-code;coutDelete(q)endl;Joseph(a);}}else//在只有一个结点的情况下couthead-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：intLinkList::Delete(LinkNode*a){if(len1)//只考虑长度大于1的情况{if(head==a){intout=head-data;LinkNode*q=head;while(q-next!=head){q=q-next;}q-next=head-next;head=head-next;deletea;len--;//用len记录删除后的循环链表的长度returnout;}else{LinkNode*q=head;intout=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deletea;len--;returnout;}else{q-next=a-next;deletea;len--;returnout;}}}}5、测试结果：6程序清单：#includeiostream.hstructLinkNode{intdata;intcode;LinkNode*next;};classLinkList{public:LinkList();voidCreat(constint);//~LinkList();intDelete(LinkNode*);intJoseph(int);private:LinkNode*head;LinkNode*elem;intlen;};LinkList::LinkList(){head=elem=NULL;len=0;}voidLinkList::Creat(constintnumber){if(number==1){head=elem=newLinkNode;head-data=1;cout请输入密码:endl;cinhead-code;head-next=head;}else{head=elem=newLinkNode;head-data=1;cout请依次输入各个密码:endl;cinhead-code;LinkNode*q=head;q=head;for(inti=1;inumber;i++){LinkNode*p=newLinkNode;p-data=i+1;cinp-code;q-next=p;q=p;}q-next=head;}len=number;}intLinkList::Delete(LinkNode*a){if(len1){if(head==a){intout=head-data;LinkNode*q=head;while(q-next!=head){q=q-next;}q-next=head-next;head=head-next;deletea;len--;returnout;}else{LinkNode*q=head;intout=a-data;while(q-next!=a){q=q-next;}q-next=a-next;deletea;len--;returnout;}}}intLinkList::Joseph(intm){if(len1){LinkNode*q;if(m==1){q=elem;inta=q-code;elem=elem-next;coutDelete(q)endl;Joseph(a);}else{for(inti=1;im;i++)elem=elem-next;q=elem;elem=elem-next;inta=q-code;coutDelete(q)endl;Joseph(a);}}elsecouthead-data;}intmain(){intnum,code;cout请输入人数:;cinnum;LinkListL;L.Creat(num);cout请输入第一个上限数:;cincode;cout出列顺序:endl;L.Joseph(code);return0;}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。