约瑟夫生死游戏(含源代码可以运行)本科学位论文.doc

湖南商学院
数据结构与算法
课程设计

题 目
约瑟夫双向生死游戏
学生姓名
梁子嫣
学 号
140920043
学 院
计算机工程与信息学院
专业班级
计科1402
指导教师
蒋伟进
职 称
教授
2016年
6月
26日

目录
第一章 需求分析 1
1.1课程设计要求 1
1.2课程设计目标与总体方案 1
1.3程序执行的命令 1
第二章 算法描述 2
2.1算法描述 2
2.2系统图形说明 3
第三章 系统的设计 4
3.1创建双向链表 4
3.2约瑟夫算法 4
3.4主函数 6
第四章 程序的运行结果图 7
附录 8

约瑟夫生死游戏
第一章 需求分析
1.1项目简介
约瑟夫双向生死游戏是在约瑟夫生者死者游戏的基础上，正向计数后反向计数，然后再正向计数。具体描述如下：30个旅客同乘一条船，因为严重超载，加上风高浪大，危险万分；因此船长告诉乘客，只有将全船一半的旅客投入海中，其余人才能幸免遇难。无奈，大家只得同意这种办法，并议定30个人围成一圈，由第一个人开始，顺时针依次报数，数到第9人，便把他投入大海中，然后从他的下一个人数起，逆时针数到第5人，将他投入大海，然后从他逆时针的下一个人数起，顺时针数到第9人，再将他投入大海，如此循环，直到剩下15个乘客为止。问哪些位置是将被扔下大海的位置。
1.2设计思路
本游戏的数学建模如下：假设n个旅客排成一个环形，依次顺序编号1，2，…，n。从某个指定的第1号开始，沿环计数，数到第m个人就让其出列，然后从第m+1个人反向计数到m-k+1个人，让其出列，然后从m-k个人开始重新正向沿环计数，再数m个人后让其出列，然后再反向数k 个人后让其出列。这个过程一直进行到剩下q个旅客为止。
本游戏的要求用户输入的内容包括：
1. 旅客的个数，也就是n的值；
2. 正向离开旅客的间隔数，也就是m的值；
3. 反向离开旅客的间隔数，也就是k的值；
4. 所有旅客的序号作为一组数据要求存放在某种数据结构中。
本游戏要求输出的内容是包括
1. 离开旅客的序号；
2. 剩余旅客的序号；
所以，根据上面的模型分析及输入输出参数分析，可以定义一种数据结构后进行算法实现。

第二章 系统的功能
2.1 系统文字描述
(1) 创建含有n个结点的双向循环链表；
(2) 生着与死者的选择：
p指向链表的第一个结点，初始i置为1；
while(i<=n/2) //删除一半的结点
｛从p指向的结点沿链前进m-1步；
删除第m个结点（q所指向的结点）；
p指向q的下一个结点；
输出其位置q->data;
i自增1；
从p指向的结点沿链后退k-1步；
删除第k个结点（q所指向的结点）；
p指向q的上一个结点；
输出其位置q->data;
i自增1；
｝
(3) 输出所有生者的位置。

2.2 系统图形说明

第三章 系统的设计
3.1 创建双向循环链表；
node* createList(int num)
{
node* head = (node*)malloc(sizeof(node));
head->value = 1;
node* p = head;
for(int i = 1;i<num;i++)
{
node* pNext = (node*)malloc(sizeof(node));
pNext->value = i+1;
p->next = pNext;
pNext->left = p;
p = pNext;
}
p->next = head;
head->left = p;

return head;
}
3.2 生者与死者的选择
int deleteList(node* head, int num1,int num2,int totalPeople,int alivePepole)//num1代表顺时针数 num2代表逆时针数
{
node* p = head;

int peopleOfNow = totalPeople;
while(peopleOfNow>alivePepole)
{
//找到顺时针要删除节点的前一节点p
for(int i =1; i<num1 - 1;i++)
{
p = p->next;
}
//删除顺时针时的节点
node* toBeDeleted = p->next;
printf("deadman = %d\n",toBeDeleted->value);
node* nextToDeleted = toBeDeleted->next;
p->next = nextToDeleted;
nextToDeleted->left = p;
free(toBeDeleted);
peopleOfNow--;

if(peopleOfNow>alivePepole) //防止不需要再删除节点了，所以要先判断
{
//找到逆时针时要删除节点的前一节点
node* s = nextToDeleted;
for(int i =1; i<num2 -1;i++)
{
s = s->left;
}
//删除逆时针时的节点
node* tobeDeleted = s->left;
printf("deadman = %d\n",tobeDeleted->value);
node* leftToBeDeleted = tobeDeleted->left;
s->left = leftToBeDeleted;
leftToBeDeleted->next = s;
free(tobeDeleted);
peopleOfNow--;
p = leftToBeDeleted;
}

}
return 0;
}

3.3 主函数

int main()
{
node* head = createList(30);
deleteList( head, 9,5,30,15);

return 0;
}

第四章 程序运行结果

附录 源代码
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

struct node
{
int value;
node* left;
node* next;
}Node;

//创建双向的循环链表
node* createList(int num)
{
node* head = (node*)malloc(sizeof(node));
head->value = 1;
node* p = head;
for(int i = 1;i<num;i++)
{
node* pNext = (node*)malloc(sizeof(node));
pNext->value = i+1;
p->next = pNext;
pNext->left = p;
p = pNext;
}
p->next = head;
head->left = p;

return head;
}

int deleteList(node* head, int num1,int num2,int totalPeople,int alivePepole)//num1代表顺时针数 num2代表逆时针数
{
node* p = head;

int peopleOfNow = totalPeople;
while(peopleOfNow>alivePepole)
{
//找到顺时针要删除节点的前一节点p
for(int i =1; i<num1 - 1;i++)
{
p = p->next;
}
//删除顺时针时的节点
node* toBeDeleted = p->next;
printf("deadman = %d\n",toBeDeleted->value);
node* nextToDeleted = toBeDeleted->next;
p->next = nextToDeleted;
nextToDeleted->left = p;
free(toBeDeleted);
peopleOfNow--;

if(peopleOfNow>alivePepole) //防止不需要再删除节点了，所以要先判断
{
//找到逆时针时要删除节点的前一节点
node* s = nextToDeleted;
for(int i =1; i<num2 -1;i++)
{
s = s->left;
}
//删除逆时针时的节点
node* tobeDeleted = s->left;
printf("deadman = %d\n",tobeDeleted->value);
node* leftToBeDeleted = tobeDeleted->left;
s->left = leftToBeDeleted;
leftToBeDeleted->next = s;
free(tobeDeleted);
peopleOfNow--;
p = leftToBeDeleted;
}

}
return 0;
}

int main()
{
node* head = createList(30);
deleteList( head, 9,5,30,15);

return 0;
}