报数出列问题

2021-01-17 19:58:17 阅读：315 来源： 互联网

数据结构之报数出列问题

报数出列问题

问题描述

已知N个人（以编号1，2，3，…，N分别表示）排成一列。第一轮从编号为1的人开始依次报数，数到2的倍数的人出列；第二轮从头开始依次报数，数到3的倍数的人出列；第三轮再次从头开始依次报数，数到2的倍数的人出列；第四轮从头开始依次报数，数到3的倍数的人出列；依此规律重复下去，直到队列中的人数不超过三个为止。要求输出此时队列中剩下的人在初始队列中的编号。

问题输入

一个正整数N，表示初始人数，N≤5000。

问题输出

输出队列中剩下的人在初始队列中的编号，编号之间有一个空格。

输入样例

输出样例

1 7 19

提示

可以使用队列，每次操作时对队列中元素进行判断，不需要舍弃的就重新加入队列。

C语言代码实现

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<malloc.h>

//代表人的结点
typedef struct Node
{
	int data;//存放初始编号
	struct Node* next;//指向下一个结点的指针
}Node;

//队列
typedef struct Queue
{
	Node* front;//队头
	Node* rear;//队尾
}Queue;

void InitQueue(Queue*,int);//初始化队列
void EnQueue(Queue*,Node*);//进队
void OutQueue(Queue*);//出队
Node* GetOutQueue(Queue*);//返回出队结点
void RegularOut(Queue*,int,int);//报数出列
int CountQueue(Queue*);//计算队列中的人数

int main()
{
	int N,num;
	Queue Q;
	printf("请输入队列长度：");
 	scanf("%d",&N);//输入队伍长度
 	InitQueue(&Q,N);
 	num = CountQueue(&Q);//记录当前队伍人数
 	while(true)
	{//循环报数出列知道队伍人数不超过三人
 		RegularOut(&Q,num,2);//2的倍数者，报数出列
 		num = CountQueue(&Q);
 		if(num<=3)//判断当前队伍人数是否超过三人
 			break;
 		RegularOut(&Q,num,3);//3的倍数者，报数出列
 		num = CountQueue(&Q);//更新当前队伍人数
 		if(num<=3)
 			break;
	}
	for(int i =1; i<=num; i++)
	{//输出队伍剩余的人的初始编号
		Node* p = GetOutQueue(&Q);//出队
		printf("%d ",p->data);//输出初始编号
		free(p);//释放空间
		p = NULL;//避免出现野指针
	}
	return 0;
}

//初始化队列
void InitQueue(Queue* Q,int len)
{
	Q->front = Q->rear = (Node*)malloc(sizeof(Node));
//为队头队尾开辟一个存储空间（相当于两个指针指向同一个空结点）
	if(Q->front == NULL)
		exit(-1);
	Q->front->next = Q->rear->next = NULL;
	//初始化结点指针域为空
	for(int i=1; i<=len; i++)
	{//创建链表，赋值初始编码
		Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node));
		//为新结点开辟存储空间
		p->data = i;//初始化编码
		p->next = NULL;//指针域初始化为空
		Q->rear->next = p;//新结点接在队尾
		Q->rear = p;//队尾更新
	}
}

//进队
void EnQueue(Queue* Q,Node* p)
{
	Q->rear->next = p;
	Q->rear = p;
}

//出队
void OutQueue(Queue* Q)
{
	Node* p = Q->front->next;
	Q->front->next = p->next;
	free(p);
	p = NULL;
}

//出队并且返回出队结点
Node* GetOutQueue(Queue* Q)
{
	Node* p = Q->front->next;
	Q->front->next = p->next;
	p->next = NULL;
//出队结点指针域更新为空，避免再次入队若作为队尾，遍历队伍时出错
	return p;
}

//报数出列
void RegularOut(Queue* Q,int num,int times)
{
	int i;
	for(i=1; i<=num; i++)
	{//遍历队伍中每个结点
		if(i%times == 0)//若报数是times的倍数，则出队
			OutQueue(Q);
		else
		{//否则，先出队，再入队
			Node* p = GetOutQueue(Q);
			EnQueue(Q,p);
		}
	}
}

//计算队列中结点数
int CountQueue(Queue* Q)
{
	int count=0;
	Node* p = Q->front; 
	while(p->next!=NULL)
	{//队列中最后一个结点指针与始终为空，为空结束计数循环
		p = p->next;
		count++;
	}
	return count;
}

Debug

分配空间出错，malloc函数为指针分配内存空间，但如果指针已经指向某一地址，则不需要分配空间。
例如：

//错误示范
Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node));
p = Q->rear;
//编译通过，则在debug过程中出现错误

//正确做法
Node* p = Q->rear;

malloc函数是为了程序员能手动分配内存空间给指针，避免指针在声明而未分配存储空间（指针未指向任何一片区域）的情况下被使用，出现编译无法查找的错误。

结点出队时要将指针域清空后再入队。它作为新结点入队时，总是插在队尾，并作为赋值为新队尾，若未清空，则在利用队尾为空条件进行遍历队列时，会出现死循环

标签：Node,Queue,结点,int,next,问题,队列,报数
来源： https://blog.csdn.net/weixin_45918830/article/details/112755940

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