排序系统，数据结构

设编号为1，2，3，……，n的n(n>0)个人按顺时针方向围坐一圈，每个人持有一个正整数密码。开始时任选一个正整数做为报数上限m，从第一个人开始顺时针方向自1起顺序报数，报到m是停止报数，报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他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。令n最大值取30。要求设计一个程序模拟此过程，求出出列编号序列。初步完成总体设计，搭好框架，确定人机对话的界面，确定函数个数。 ### 排序系统与数据结构应用案例分析 #### 一、背景与目标 在本案例中，我们将探讨一种特定的数据处理场景：通过编程模拟一群人按照特定规则进行报数并最终确定出列顺序的过程。该场景涉及到的核心技术包括数据结构的设计与实现、算法的选择以及具体的编程实践。 #### 二、需求分析 根据给定的任务描述，我们需要设计一个程序来模拟如下场景： - **参与者**：有编号为1至n（n > 0且n ≤ 30）的n个人，他们按顺时针方向围坐一圈。 - **初始条件**：每个人都持有一个正整数密码。 - **游戏规则**：设定一个正整数m作为报数上限，从第一个人开始顺时针报数，当某人报到m时，该人出列，并将他的密码作为新的m值，从他的下一个人重新开始报数。 - **终止条件**：直到所有人都出列为止。 - **输出结果**：输出所有人的出列顺序。 #### 三、总体设计 为了实现上述需求，我们选择使用循环链表作为主要的数据结构。循环链表非常适合表示环形队列或者圆形排列的问题，因为它可以方便地表示出队列的首尾相连特性。 - **数据结构定义**：定义一个结构体`Person`，包含两个字段：编号`number`和密码`key`。 - **链表类定义**：定义一个类`LinkList`，用于管理链表的操作，包括创建链表、显示链表等。 - `LinkList()`：构造函数，初始化链表。 - `create()`：创建链表。 - `show()`：执行报数逻辑并输出结果。 #### 四、详细设计 1. **结构体定义**：定义结构体`Person`，用于存储每个人的编号和密码。 ```cpp struct Person { int number; int key; Person* next; }; ``` 2. **链表类定义**：定义类`LinkList`，用于管理链表。 ```cpp class LinkList { private: Person* head; int m; int n; public: LinkList(); void create(); void show(); }; LinkList::LinkList() : m(0), n(0), head(NULL) {} void LinkList::create() { // 创建链表的具体实现 } void LinkList::show() { // 执行报数逻辑并输出结果的具体实现 } ``` 3. **创建链表**：`create()`方法用于创建链表。 ```cpp void LinkList::create() { Person* p1, * p2 = NULL; for (int i = 1; i <= n; ++i) { p1 = new Person; p1->number = i; if (i == 1) { head = p1; p1->next = p1; } else { p2->next = p1; p2 = p1; p2->next = head; } } } ``` 4. **执行报数逻辑**：`show()`方法用于执行报数逻辑。 ```cpp void LinkList::show() { Person* p1 = head; Person* p2 = head->next; Person* p; int count = 1; while (p1 != p2) { if (count == m) { std::cout << p1->number << " "; m = p1->key; p = p1; p2->next = p1->next; p1 = p1->next; delete p; count = 1; } else { p1 = p1->next; count++; } } std::cout << p1->number << std::endl; } ``` #### 五、调试与测试 在开发过程中，可能会遇到各种指针相关的错误。这些问题通常可以通过仔细检查指针的指向关系来解决。此外，还应通过不同的输入数据集进行测试，确保程序能够正确地处理各种边界情况。 #### 六、总结 通过上述设计与实现，我们成功地开发了一个能够模拟特定报数游戏的程序。这个案例不仅展示了循环链表的使用，还涉及到了链表的基本操作，如创建、遍历和修改等。此外，通过对报数逻辑的实现，也锻炼了我们的算法思维能力和问题解决能力。