使用数据结构中的队列解决舞伴搭配问题

(一)问题描述

某班有m个女生，n个男生（m不等于n，男女生人数和不能小于20），现要举办一个舞会，男女生分别编号坐在舞池两边的椅子上等待。每曲开始时，依次从男生和女生中各出一人配对跳舞，本曲没有成功配对者坐着等待下一曲找舞伴。一曲结束，舞池中的男女生分别按各自编号又依次回到椅子上等待配对。假设一晚会播放8首曲子（编号分别为1至8），请设计一系统模拟动态地显示出上述过程

（1）输出每曲的学生配对情况

（2）计算出某一个男生（编号为X）和某一个女生（编号为Y）是否互为舞伴，若是，则该晚在哪几首舞曲搭档过

（3）计算出某一个男生（编号为X）该晚曾搭配的女生有哪些，对应的舞曲编号是多少

（4）计算出某一个女生（编号为X）该晚曾搭配的男生有哪些，对应的舞曲编号是多少

(二)流程图

（三）程序详细设计

循环队列的实现

根据问题的描述,发现舞伴搭配问题类似于排队,在前面的就先配对,本曲未配对成功的轮到下一曲优先配对,这种“先进先出”的过程,一下子就会联想到数据结构中的队列,使用队列可以简单且高效的解决这个问题,为了避免“假溢出”的问题，于是定义一个循环队列:（即牺牲一个存储空间用以区分队空和满，这里我规定的是front指向的单位不能存储队列元素起到标志作用）

循环队列个方法所用表达式:

队列为满的条件: (rear+1)%MaxSize ==front

队列为空的条件: front == rear

队列中的元素个数: (rear-front+MaxSize)%MaxSize

入队:rear = (rear+1)%MaxSize

出队:front = (front+1)%MaxSize

class seqQueue //循环队列

{

public:

int* data;//指向存放元素数组的基地址

int maxSize;//队列的大小

int front, rear;//队头和队尾指针

seqQueue(int initSize = 100);

~seqQueue() { delete[] data; }

void clear() { front = rear = 0; }//清空队列

bool empty()const { return front == rear; }//判空

bool full()const { return (rear + 1) % maxSize == front; }//判满

int size()const { return (rear - front + maxSize) % maxSize; }//当前队列长度,元素个数

void inqueue(const int &x);//入队

int dequeue();//出队

};

seqQueue::seqQueue(int initSize)//初始化一个空队列

{

if (initSize <= 0)

{

cout << "队列存储空间异常！" << endl;

exit(0);

}

data = new int[initSize + 1];

maxSize = initSize + 1;

front = rear = 0; //队列为空

}

void seqQueue::inqueue(const int &x)//入队

{

if (full())//如果队满,则抛出异常

{

cout << "队满！" << endl;

exit(0);

}

rear = (rear + 1) % maxSize;//移动队尾指针

data[rear] = x;//x入队

}

int seqQueue::dequeue()//出队

{

if (empty())//如果队空,则抛出异常

{

cout << "队空!" << endl;

exit(0);

}

front = (front + 1) % maxSize;//移动队头指针，队头指针不存元素,起标志作用

return data[front];//返回队首元素

}

输出配对情况的实现

舞会开始之后即输出配对的情况,首先获取用户输入的男生人数man和女生人数woman,并判断得到较少的那一方人数存储在num变量中,用man和woman依次初始化出两个循环队列manQueue和womanQueue,男女全部依次入队,这时两个队列都是满的,因为有8首曲子,最外层循环即为8次,每首曲子配对跳舞时,人数较少的那一方都会有配对者,而人数多的那一方总会剩一些人留到下一首曲子,所以以num作为第二层循环次数,表示每首曲子应该有的舞伴对数，舞会开始后manQueue和womanQueue依次出队,当manQueue为空时，将manQueue入队至满，manQueue和womanQueue依次出队，当womanQueue为空时，将womanQueue入队至满，manQueue和womanQueue依次出队，最终输出可得到舞曲的配对情况

manQueue = new seqQueue(man);

womanQueue = new seqQueue(woman);

for (int i = 1; i <= man; i++)

manQueue->inqueue(i); //男生进入队列

for (int i = 1; i <= woman; i++)

womanQueue->inqueue(i); //女生进入队列

int num = man < woman ? man : woman;

cout << "舞会开始,舞曲配对情况如下:" << endl;

for (int i = 1; i <= 8; i++) //8首曲子

{

cout << "第" << i << "首曲子" << endl;

for (int j = 1; j <= num; j++)

{

int man_id = manQueue->dequeue(); //男女生依次出队

int woman_id = womanQueue->dequeue();

cout << "男" << man_id << "~~" << "女" << woman_id << endl;

vec.push_back(record{ man_id, woman_id, i });

if (manQueue->empty()) //男生队列为空

{

for (int k = 1; k <= man; k++)

manQueue->inqueue(k);

}

if (womanQueue->empty()) //女生队列为空

{

for (int k = 1; k <= woman; k++)

womanQueue->inqueue(k);

}

cout << "--------------------------------------------" << endl;

}

查询是否互为舞伴的实现

实现该功能我首先定义了一个记录类,一条记录记录着一对男女及其对应的舞曲编号,使用vector容器存储今晚舞会的所有记录,然后通过读入用户输入的男生编号man_id和女生编号woman_id,对vector容器的循环遍历,判断是否有符合条件的记录,如果有,则表示该男女互为舞伴,并输出这条记录对应的舞曲编号表示该男女在该舞曲进行搭配过

class record //记录类(聚合类)

{

public:

int boy; //男生

int gril; //女生

int number; //曲子编号

};

vector<int> v;

for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)

{

if (it->boy == man_id && it->gril == woman_id)

{

flag = true;

v.push_back(it->number);

}

查询男生舞会记录的实现

查询男生的舞会记录就是通过接收用户输入的男生编号,然后对vector容器进行遍历,输出相应的记录

查询女生舞会记录的实现

查询女生的舞会记录就是通过接收用户输入的女生编号,然后对vector容器进行遍历,输出相应的记录

（四）程序演示

程序运行后,进入主界面

此时用户可以输入相应数字选择功能,有以下几点注意:

①若舞会没有开始,除退出外的其他功能是无法使用的

②若输入了不存在的功能数字,则会报错并重新回到主界面

例如:舞会未开始,就使用其他功能,出现提示”舞会还未开始,请先开始舞会”

例如:此时输入了k,会出现提示”输入有误！请输入正确的功能序号”

输入1,开始舞会,系统将会说明舞会规则,随后用户完善相应信息,经系统判定后,不满足舞会规则的数据将无法开始舞会,例如此时男女生都为11人,违反了舞会的第①条规则,被系统要求重新输入

此时重新输入的男女生人数为10和9,，违反了舞会的第②条规则,依旧系统被要求重新输入此时重新输入的男女生人数为10和12,符合舞会规则,舞会开始,并输出各个舞曲男女生的配对情况

输出舞会的配对情况后,就可以选择使用相应的功能了,例如使用2查询是否互为舞伴功能,查询1号男生和4号女生是否互为舞伴,若是,输出相应的舞曲编号

查询结果显示: 1号男生和4号女生今晚并没有搭档过,根据上面输出的配对情况对照，1号男生和4号女生确实没有进行过搭配

接着我们查询1号男生和1号女生今晚是否搭配过

查询结果显示: 1号男生和1号女生今晚互为舞伴,搭档的舞曲编号为1和7,根据上面输出的配对情况对照,可以发现这是正确的

当然,如果输入了不存在的男女生编号,系统将会提示错误！这次舞会男生有10人,女生有12人,如果输入的男女生编号超过10和12,则系统提示错误

使用3查询男生舞会记录功能,查询1号男生的舞会记录,可查询出该男生今晚搭配的女生有哪些，对应的舞曲编号为多少

输入不存在的男生编号也会导致系统报错

使用4查询女生舞会记录功能,查询2号女生的舞会记录,可查询出该女生今晚搭配的男生有哪些,对应的舞曲编号是多少

输入不存在的女生编号也会导致系统报错

舞会结束,功能演示完毕,使用5退出功能退出系统

使用数据结构中的队列解决舞伴搭配问题相关推荐

C++使用队列解决舞伴匹配问题
栈与队列案例练习在开始练习案例时我们首先要了解文件读写操作 1. 文件操作程序运行时产生的数据都属于临时数据,程序一旦运行结束都会被释放通过文件可以将数据持久化 C++中对文件操作需要包含头文 ...
c++数据结构中顺序队列的队首队尾_用队列实现栈,用栈实现队列,听起来有点绕,都搞懂了就掌握了精髓
一.背景栈和队列是数据结构中最常用到的两种结构,有非常广泛的运用,该篇文章将通过动画的手段,展示栈和队列相互实现的底层原理,让我们真正搞懂栈和队列的特性. 二.概念 2.1 栈栈[Stack]:是 ...
c++数据结构中顺序队列的队首队尾_数据结构 3.3 顺序队
一些废话光有理论是远远不够的,只有自己亲自敲过代码,做过编程题才能说自己学过数据结构.但被PTA的ds习题折磨了几天之后,我领悟到一个道理: 学习理论时可以用C语言造轮子深入理解. 上机做题时使用C ...
java 一组数据中偏差较大的数据_深入分析数据结构中的队列（java代码实现）
不知道你有没有过在餐厅打饭的经历,我们排的队其实就是我们今天所讲的主题,我们在排队的时候,在队列头部的人打好饭离开,新来的人排在队尾.这就是入队和出队的操作.所以,队列的特性就是先进先出.有了这个概念 ...
c++数据结构中顺序队列的队首队尾_数据结构与算法—队列详解
前言栈和队列是一对好兄弟,前面我们介绍过数据结构与算法-栈详解,那么栈的机制相对简单,后入先出,就像进入一个狭小的山洞,山洞只有一个出口,只能后进先出(在外面的先出去).而队列就好比是一个隧道,后面 ...
c++数据结构中顺序队列的队首队尾_数据结构与算法—队列图文详解
前言栈和队列是一对好兄弟,前面我们介绍过数据结构与算法-栈详解,那么栈的机制相对简单,后入先出,就像进入一个狭小的山洞,山洞只有一个出口,只能后进先出(在外面的先出去).而队列就好比是一个隧道,后面 ...
c++数据结构中顺序队列的队首队尾_yiduobo的每日leetcode 622.设计循环队列
祖传的手艺不想丢了,所以按顺序写一个leetcode的题解.计划每日两题,争取不卡题吧. 622.设计循环队列https://leetcode-cn.com/problems/design-circu ...
数据结构中堆、栈和队列的理解
一.堆堆是一种经过排序的树形数据结构,每个节点都有一个值,通常我们所说的堆的数据结构是指二叉树.所以堆在数据结构中通常可以被看做是一棵树的数组对象.而且堆需要满足一下两个性质: (1)堆中某个节点的 ...
java 栈和队列实现迷宫代码_Python 实现数据结构中的的栈，队列
栈栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表.其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算.这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底.向一个栈插入新元素又称作进栈.入栈或压栈,它是把新元素放 ...

使用数据结构中的队列解决舞伴搭配问题

使用数据结构中的队列解决舞伴搭配问题相关推荐

最新文章

热门文章