【坐在马桶上看算法】算法4:队列——解密QQ号
新 學期開始了,小哈是小哼的新同桌(小哈是個小美女哦~),小哼向小哈詢問QQ號,小哈當然不會直接告訴小哼啦,原因嘛你懂的。所以小哈給了小哼一串加密過 的數字,同時小哈也告訴了小哼解密規則。規則是這樣的:首先將第1個數刪除,緊接著將第2個數放到這串數的末尾,再將第3個數刪除并將第4個數再放到這串 數的末尾,再將第5個數刪除……直到剩下最后一個數,將最后一個數也刪除。按照剛才刪除的順序,把這些刪除的數連在一起就是小哈的QQ啦。現在你來幫幫小 哼吧。小哈給小哼加密過的一串數是“6 3 1 75 8 9 2 4”。
? ? ? ?OK,現在輪到你動手的時候了。快去找出9張便簽或小紙片,將“6 3 1 75 8 9 2 4”這9個數分別寫在9張便簽上,模擬一下解密過程。如果你沒有理解錯解密規則的話,解密后小哈的QQ號應該是“6 1 5 94 7 2 8 3”。
? ? ? ?其實解密的過程就像是將這些數“排隊”。每次從最前面拿兩個,第1個扔掉,第2個放到尾部。具體過程是這樣的:剛開始這串數是“6 3 1 75 8 9 2 4”,首先刪除6并將3放到這串數的末尾,這串數更新為“1 7 5 89 2 4 3”。接下來刪除1并將7放到末尾,即更新為“5 8 9 24 3 7”。再刪除5并將8放到末尾即“9 2 4 3 7 8”,刪除9并將2放到末尾即“4 3 7 8 2”,刪除4并將3放到末尾即“7 8 2 3”,刪除7并將8放到末尾即“2 3 8”,刪除2并將3放到末尾即“8 3”,刪除8并將3放到末尾即“3”,最后刪除3。因此被刪除的順序是“6 1 5 9 4 7 2 8 3”,這就是小哈的QQ號碼了,你可以加她試試看^_^。
? ? ? ?既然現在已經搞清楚了解密法則,不妨自己嘗試一下去編程,我相信你一定可以寫出來的。
? ? ? ?首先需要一個數組來存儲這一串數即intq[101]。并初始化這個數組即intq[101]={0,6,3,1,7,5,8,9,2,4};(此處初 始化是我多寫了一個0,用來填充q[0],因為我比較喜歡從q[1]開始用,對數組初始化不是很理解的同學可以去看下我的上一本書《啊哈C!思考快你一 步》)接下來就是模擬解密的過程了。
? ? ? ?解密的第一步是將第一個數刪除,你可以想一下如何在數組中刪除一個數呢?最簡單的方法是將所有后面的數都往前面挪動一位,將前面的數覆蓋。就好比我們在 排隊買票,最前面的人買好離開了,后面所有的人就需要全部向前面走一步,補上之前的空位,但是這樣的做法很耗費時間。
? ? ? ?在這里,我將引入兩個整型變量head和tail。head用來記錄隊列的隊首(即第一位),tail用來記錄隊列的隊尾(即最后一位)的下一個位置。 你可能會問為什么tail不直接記錄隊尾,卻要記錄隊尾的下一個位置呢?這是因為當隊列當中只剩下一個元素時,隊首和隊尾重合會帶來一些麻煩。我們這里規 定隊首和隊尾重合時,隊列為空。
? ? ? ?現在有9個數,9個數全部放入隊列之后head=1;tail=10;此時head和tail之間的數就是目前隊列中“有效”的數。如果要刪除一個數的 話,就將head++就OK了,這樣仍然可以保持head和tail之間的數為目前隊列中“有效”的數。這樣做雖然浪費了一個空間,卻節省了大量的時間, 這是非常劃算的。新增加一個數也很簡單,把需要增加的數放到隊尾即q[tail]之后再tail++就歐克啦。
? ? ? ?我們來小結一下,在隊首刪除一個數的操作是head++;
? ? ? ?在隊尾增加一個數(假設這個數是x)的操作是q[tail]=x;tail++;
? ? ? ?整個解密過程,請看下面這個霸氣外漏的圖。
? ? ? ?最后的輸出就是6 1 5 94 7 2 8 3,代碼實現如下。
????????
#include <stdio.h> int?main() { ????int?q[102]={0,6,3,1,7,5,8,9,2,4},head,tail; ????int?i; ????//初始化隊列 ????head=1; ????tail=10;?//隊列中已經有9個元素了,tail執向的隊尾的后一個位置 ????while(head<tail)?//當隊列不為空的時候執行循環 ????{ ????????//打印隊首并將隊首出隊 ????????printf("%d ",q[head]); ????????head++; ??????????????????????????????????????????????????????? ????????//先將新隊首的數添加到隊尾 ????????q[tail]=q[head]; ????????tail++; ????????//再將隊首出隊 ????????head++; ????} ????????????????????????????????????????????????????????? ????getchar();getchar(); ????return?0; }? ? ? ?怎么樣上面的代碼運行成功沒有?現在我們再來總結一下隊列的概念。隊列是一種特殊的線性結構,它只允許在隊列的首部(head)進行刪除操作稱之為“出 隊”,而在隊列的尾部(tail)進行插入操作稱之為“入隊”。當隊列中沒有元素時(即head==tail),稱為空隊列。在我們的日常生活中有很多情 況都符合隊列的特性。比如我們之前提到過的買票,每個排隊買票的窗口就是一個隊列。在這個隊列當中,新來的人總是站在隊列的最后面,來的越早的人越靠前也 就越早能買到票,就是先來的人先服務,我們稱為“先進先出”(First InFirst Out,FIFO)原則。
? ? ? ?隊列將是我們今后學習廣度優先搜索以及隊列優化的Bellman-Ford最短路算法的核心數據結構。所以現在將隊列的三個基本元素(一個數組,兩個變量)封裝為一個結構體類型,如下。
????
struct?queue { ????int?data[100];//隊列的主體,用來存儲內容 ????int?head;//隊首 ????int?tail;//隊尾 };? ? ? ?上面我們定義了一個結構體類型,我們通常將其放在main函數的外面,請注意結構體的定義末尾有個;號。struct是結構體的關鍵字,queue是我 們為這個結構體起的名字。這個結構體有三個成員分別是:整型數組data、整型head和整型tail。這樣我們就可以把這三個部分放在一起作為一個整體 來對待。你可以這么理解:我們定義了一個新的數據類型,這個新類型非常強大,用這個新類型定義出的每一個變量可以同時存儲一個整型數組和兩個整數。
? ? ? ?有了新的結構體類型,如何定義結構體變量呢?很簡單,這與我們之前定義變量的方式是一樣,如下。
| 1 | struct?queue q; |
? ? ? ?請注意struct queue需要整體使用,不能直接寫queue q;這樣我們就定義了一個結構體變量q。這個結構體變量q就可以滿足隊列的所有操作了。那又該如何訪問結構體變量的內部成員呢?可以使用.號,它叫做成員運算符或者點號運算符,如下:
q.head=1;
q.tail=1; scanf("%d",&q.data[q.tail]);? ? ? ?好了,下面這段代碼就是使用結構體來實現的隊列操作。
????
#include <stdio.h> struct?queue { ????int?data[100];//隊列的主體,用來存儲內容 ????int?head;//隊首 ????int?tail;//隊尾 }; ??????????????????????????????????????????? int?main() { ????struct?queue q; ????int?i; ????//初始化隊列 ????q.head=1; ????q.tail=1; ????for(i=1;i<=9;i++) ????{ ????????//依次向隊列插入9個數 ????????scanf("%d",&q.data[q.tail]); ????????q.tail++; ????} ????????????????????????????????????????????? ????while(q.head<q.tail)?//當隊列不為空的時候執行循環 ????{ ????????//打印隊首并將隊首出隊 ????????printf("%d ",q.data[q.head]); ????????q.head++; ?????????????????????????????????????????????????? ????????//先將新隊首的數添加到隊尾 ????????q.data[q.tail]=q.data[q.head]; ????????q.tail++; ????????//再將隊首出隊 ????????q.head++; ????} ????????????????????????????????????????????? ????getchar();getchar(); ????return?0; }? ? ? ?上面的這種寫法看起來雖然冗余了一些,但是可以加強你對隊列這個算法的理解。C++的STL庫已經有隊列的實現,有興趣的同學可以參看相關材料。隊列的 起源已經無法追溯。在還沒有數字計算機之前,數學應用中就已經有對隊列的記載了。我們生活中隊列的例子也比比皆是,比如排隊買票,又或者吃飯時候用來排隊 等候的叫號機,又或者撥打銀行客服選擇人工服務時,每次都會被提示“客服人員正忙,請耐心等待”,因為客服人員太少了,撥打電話的客戶需要按照打進的時間 順序進行等候等等。這里表揚一下肯德基的宅急送,沒有做廣告的嫌疑啊,每次一打就通,基本不需要等待。但是我每次打銀行的客服(具體是哪家銀行就不點名 了)基本都要等待很長時間,總是告訴我“正在轉接,請稍后”,嘟嘟嘟三聲后就變成“客服正忙,請耐心等待!”然后就給我放很難聽的曲子。看來錢在誰那里誰 就是老大啊……
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【一周一算法】解密QQ號——隊列
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(出處: 啊哈磊_編程從這里起步)
本文轉自 ? ?風雨蕭條 博客,原文鏈接: ?http://blog.51cto.com/1095221645/1417928 ? ? ?如需轉載請自行聯系原作者
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【坐在马桶上看算法】算法4:队列——解密QQ号的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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