案例十二小孩出列

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1、案例十二小孩出列本案例知识要点结构体的使用指针的使用链表的使用类的设计和使用类间的调用第页共28页一、案例需求案例描述小孩出列游戏,也称为Joseph问题。一群小孩围成一个圆圈,任意设定一个数m,从其中某个小孩开始,按顺时针方向数,每数到第m个小孩时,该小孩就离开,游戏一直进行到只剩最后一个小孩,该小孩便是游戏的胜者。程序首先模拟生成一群小孩围成圆圈。然后实现游戏过程,求出最后的胜利者。案例效果图小孩出列案例效果如图所示。第页共28页小孩出列案例效果图第页共28页功能说明由用户设置参加游戏的人数、从哪个人开始计数以及出列小孩之间的间隔数。循环显示每次出列的小孩的编

2、号,直到出现胜利者为止。第页共28页二、案例分析本案例中,作为游戏角色的小孩围成圆圈可以用一个类来实现。另外,游戏过程也可以用一个类来模拟。下面讲述两个类的实现过程。第一个类模拟小孩站成圆圈。因此类中必须包含的数据是用于描述圆圈的数据结构,可以使用链表结构来描述。类中的数据成员就是表示链表结构的指针等数据。链表中用每个结点代表一个小孩,每个结点是一个结构,结构中包括小孩的信息(本身的编号及指向下一个小孩的指针)。第页共28页因为游戏中数小孩,小孩出列(删除小孩结点)等事件都与链表有关,因此这些事件应该封装在本类中,将实现这些事件的函数作为类的成员函数。第二个类模拟

3、游戏过程,首先要知道参加游戏的人数、计数的起始位置,以及间隔多少个小孩出列一个小孩。这些属于类的特征,应作为类的数据成员。类的行为是:通过人机交互初始化上面这些数据,推动游戏产生胜利者。这些操作定义为成员函数。第二个类在调用自身函数获取游戏初始信息后,通过生成第一个类的一个对象,并循环调用该对象的计数、出列等成员函数实现游戏过程。第页共28页类的设计基于上述分析,本案例需要自定义结构体child和两个类,第一个类ChildRing模拟小孩站成圆圈,第二个类Game模拟游戏过程。结构体结构体child结构如图所示。第页共28页结构体child第页共28页ChildR

4、ing类的设计ChildRing类结构如图所示。第页共28页ChildRing类图第页共28页数据成员intnum;队列中小孩的个数。child*pBegin;指向队列开始的指针。child*pivot;临时变量,用于链表操作。child*pCurrent;指向当前位置的指针。第页共28页函数成员ChildRing(inttotalnum);构造函数,构造链表。voidCount(intcountnum);按顺序数coutnum个小孩,相当于链表当前指针向前移动Countnum个位置。voidgetCurrentChild();获取当前小孩信息。voiddelet

5、eChild();删除出列小孩。intgetRemainnum();获取剩余小孩数。~ChildRing();析构函数,清理内存。第页共28页Game类的设计Game类的结构如图所示。第页共28页Game类图第页共28页数据成员intNumofChildren;游戏中小孩的个数。intBeginPos;游戏开始的位置。intinterval;记载数数的间隔个数。第页共28页函数成员voidInitial();设置游戏初始值,包括参加游戏人数、从第几个人开始计数、间隔出列数。voidGetWinner();开始游戏,找出胜者。第页共28页主程序设计主函数中声明了一个

6、Game类的对象MyGame,通过调用类的两个成员函数完成显示初始画面、循环出列获得最后的胜者的任务。程序结构简洁清晰,流程图略。第页共28页四、案例实现第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页第页共28页五、案例总结与提高案例总结本案例需要注意圆圈结构的链表的表示方法。主程序产生一个类(Game类)的对象,而这个对象自身成员函数GetWinner()又产生另一个类(ChildRing类)的对象,需注意这种类与类之间的互相调用关系。本案例需要注意的细节很多。例如小孩出列后要删除节点,应当在析构函数中释放掉该节

7、点占用的内存空间;从某个人开始计数,此值不能为负;循环出列的间隔数只能介于1和总人数之间;等等。读者在阅读程序时,必须注意每一个细节,正是这些细节之处增强了程序的健壮性。第页共28页案例提高本案例是C++语言中比较经典的例子,可以丰富的地方很多。模拟圆圈结构,可以用数据链表结构,也可以用数组等其他方法实现。游戏本身可以不使用面向对象的方法实现,可以通过模板等其他方法实现。第页共28页

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