问题描述
编号为 1, 2, … , n 的 n 个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值 m ，从第一个人开始按顺时针方向自 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 的值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从 1 报数，如此下去，直至所有人全部出列为止。
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各人的编号。
测试数据
7 个人的密码依次为：3, 1, 7, 2, 4, 8, 4 ；
m 值为 6 （正确的出列顺序应为 6, 1, 4, 7, 2, 3, 5）。
开始
单个结构体的实现
- 定义指针和结构体
package main
import "fmt"
// 定义结构体
type Person struct {
num int // 序号
code int // 密码
next *Person
}
var head, tail *Person // 分别指向 ring 的头和尾- 添加操作
/* 向 ring 中添加一个编号为 num ，密码为 code 的人 */
func (ring *Person) add_Jos(num int, code int) {
current := &Person{code: code, num: num}
if head == nil { // 当 ring 中还没有人时，使 head 和 tail 指向 current
head = current
current.next = head
tail = current
} else { // 将 current 作为 ring 的尾巴，设定 current.next 为 head
tail.next = current
current.next = head
tail = current
}
}- 移除操作
/* 移除报到 code 的人，打印出这个人的序号并返回他的密码 */
func (ring *Person) remove_Jos(code int) int {
if code == 1 { // 当要移除的人是 head 指向的人时
code = head.code
fmt.Printf("%d ", head.num)
head = head.next
tail.next = head // head 的指向改变，重新设定 tail.next 为 head
return code
}
// 当要移除的人不是 head 指向的人时
for i := 0; i < code-2; i++ { // 使 head 指向需要移除的人的前一个人
head = head.next
}
code = head.next.code
fmt.Printf("%d ", head.next.num)
tail = head // 此时 head 指向的人作为新的 tail
head = head.next.next // head 指向需要移除的人的下一个人，他作为新的 head
tail.next = head // head 的指向改变，重新设定 tail.next 为 head
return code
}- 执行操作
/* 执行操作，m 为设定的初值 */
func Run_Jos(ring *Person, m int) {
code := m
for head != tail { // 当 head 和 tail 不指向同一个人时（ ring 中剩余人数大于 1 ）
code = Remove_Jos(ring, code) // 进行移除操作并获取新的密码
}
fmt.Print(head.num) // 将 ring 中的最后一个人的序号打印出来
}- 主函数
func main() {
var ring *Person
// 添加测试数据
Add_Jos(ring, 1, 3)
Add_Jos(ring, 2, 1)
Add_Jos(ring, 3, 7)
Add_Jos(ring, 4, 2)
Add_Jos(ring, 5, 4)
Add_Jos(ring, 6, 8)
Add_Jos(ring, 7, 4)
Run_Jos(ring, 6)
}- 运行结果
6 1 4 7 2 3 5- 总结
单向循环链表与单向链表差别并不大，只是增加了一个尾部指向头部的步骤。这个例子中使用到了 head 和 tail 两个指针用来记录 ring 中的头和尾，这样方便了向其中添加新的数据，而且头尾两个指针也有效减少了在删除过程中循环遍历结点的操作。
多个结构体的实现
- 定义结构体
package main
import "fmt"
type Person struct {
num int // 序号
code int // 密码
next *Person // 指向下一个 Person
}
type Ring struct {
head *Person // ring 的头
tail *Person // ring 的尾
count int // ring 中的元素数目
}- 判断 Ring 是否为空
func (ring *Ring) isEmpty() bool {
if ring.head != nil { // 当 head 值为 nil 时 ring 为空
return false
}
return true
}- 添加操作
func (ring *Ring) add(code int) {
ring.count++ // 放在片段开头是为了方便设定 Person 的 num 属性
if ring.isEmpty() { // ring 为空时首尾相同
ring.tail = &Person{ring.count, code, nil}
ring.head = ring.tail
} else {
oldTail := ring.tail // 暂存 tail
ring.tail = &Person{ring.count, code, nil}
oldTail.next = ring.tail
}
ring.tail.next = ring.head // 确保循环性
}- 移除操作
// 根据密码值移除 Person ，有 num 和 code 两个返回值
func (ring *Ring) outFor(code int) (num int, _ int) {
if code < 1 { // 值 -1 标志传入参数值非法
return -1, -1
} else if code == 1 { // 当需要移除的是 head
code = ring.head.code
num = ring.head.num
ring.tail.next = ring.head.next
ring.head = ring.tail.next
} else { // 使用 current 确定移除位置
current := ring.head
for i := 0; i < code-2; i++ {
current = current.next
} // 循环结束后 current 指向需要移除的前一个位置
code = current.next.code
num = current.next.num
ring.tail = current // current 为新的 tail
ring.head = current.next.next // current.next 变成了孤儿，Golang 提供了自动回收机制
ring.tail.next = ring.head // 确保循环性
}
ring.count--
return num, code
}- 执行操作
func (ring *Ring) run(code int) {
var num int
for ring.head != ring.tail { // 依次打印满足条件时移除元素的 num 值
num, code = ring.outFor(code)
fmt.Printf("%d ", num)
}
fmt.Print(ring.head.num) // 打印 ring 中最后一个元素的 num 值
}- 主函数
func main() {
// run 方法的测试
{
var ring Ring
ring.add(3)
ring.add(1)
ring.add(7)
ring.add(2)
ring.add(4)
ring.add(8)
ring.add(4)
ring.run(6)
}
}- 运行结果
6 1 4 7 2 3 5- 总结
相比于使用单个结构体实现来说，这种方法避免了独立于结构体之外的 head 和 tail 指针的使用，在程序中减少了指针的操作，主体更容易理解。
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