作者:解学武

数据结构实践项目之俄罗斯轮盘赌小游戏

俄罗斯轮盘赌,想必很多人都听说过,一种残忍的赌博游戏。游戏的道具是一把左轮手枪,其规则也很简单:在左轮手枪中的 6 个弹槽中随意放入一颗或者多颗子弹,在任意旋转转轮之后,关上转轮。游戏的参加者轮流把手枪对着自己,扣动扳机:中枪或是怯场,即为输的一方;坚持到最后的即为胜者。


 
本节实践项目同轮盘赌类似,游戏规则:n 个参加者排成一个环,每次由主持向左轮手枪中装一颗子弹,并随机转动关上转轮,游戏从第一个人开始,轮流拿枪;中枪者退出赌桌,退出者的下一个人作为第一人开始下一轮游戏。直至最后剩余一个人,即为胜者。要求:模拟轮盘赌的游戏规则,找到游戏的最终胜者。

设计思路

解决类似的问题,使用线性表的顺序存储结构和链式存储结构都能实现,根据游戏规则,在使用链式存储结构时只需使用循环链表即可轻松解决问题。

顺序存储结构模拟轮盘赌

采用顺序存储结构时,同样要在脑海中将数组的首尾进行连接,即当需要从数组中最后一个位置寻找下一个位置时,要能够跳转到数组的第一个位置。(使用取余运算可以解决)

具体实现代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
typedef struct gambler {
    int number;
}gambler;

int main() {
    int n = 0;
    int round = 1;
    int location = 1;
    int shootNum = 0;
    int i = 0, j = 0;
    gambler gamblers[100];//存储赌徒编号的数组
    srand((int)time(0));//设置获得随机数的种子(固定代码,没有这句,随机数是固定不变的)
    printf("输入赌徒的人数(<100):");
    scanf("%d", &n);
    printf("将赌徒依次编号为 1-%d\n", n);

    for (i = 1; i <= n; i++) {//依次为参加者分配编号
        gamblers[i].number = i;
    }
    //当只剩余一个人时,此场结束
    while (n != 1) {
        int k = 0;
        printf("第 %d 轮开始,从编号为 %d 的人开始,", round, gamblers[location].number);
        shootNum = rand() % 6 + 1;
        printf("枪在第 %d 次扣动扳机时会响\n", shootNum);
        for (i = location; i < location + shootNum; i++);//找到每轮退出的人的位置(i-1 才是,此处求得的i值为下一轮开始的位置)
        i = i % n;//由于参与者排成的是环,所以需要对求得 i 值进行取余处理
        if (i == 1 || i == 0) {//当 i=1或者i=0时,实际上指的是位于数组开头和结尾的参与者,需要重新调整 i 的值
            i = n + i;
        }
        printf("编号为 %d 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:\n", gamblers[i - 1].number);
        //使用顺序存储时,如果删除元素,需要将其后序位置的元素进行全部前移
        for (j = i - 1; j + 1 <= n; j++) {
            gamblers[j] = gamblers[j + 1];
        }
        n--;//此时参与人数由 n 个人变为 n-1 个人
        for (k = 1; k <= n; k++) {
            printf("%d ", gamblers[k].number);
        }
        printf("\n");
        location = i - 1;//location表示的是下一轮开始的位置
        //同样注意location值的范围
        if (location > n) {
            location %= n;
        }
        round++;
    }
    printf("最终胜利的赌徒编号是:%d\n", gamblers[1].number);
}
运行结果示例:

输入赌徒的人数:5
将赌徒依次编号为 1-5
第 1 轮开始,从编号为 1 的人开始,枪在第 4 次扣动扳机时会响
编号为 4 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
1 2 3 5
第 2 轮开始,从编号为 5 的人开始,枪在第 6 次扣动扳机时会响
编号为 1 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
2 3 5
第 3 轮开始,从编号为 2 的人开始,枪在第 2 次扣动扳机时会响
编号为 3 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
2 5
第 4 轮开始,从编号为 5 的人开始,枪在第 5 次扣动扳机时会响
编号为 5 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
2
最终胜利的赌徒编号是:2

链式存储结构模拟轮盘赌

采用链式存储结构对于求此类问题是最容易理解的,同时也避免了当参与人数较多时,像顺序存储那样频繁地移动数据。

具体实现代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
typedef enum { false, true } bool;

typedef struct line {
    int No;
    struct line * next;
}line;

line* initLine(line * head, int n);
void display(line * head);

int main() {
    line * head = NULL, *lineNext = NULL;
    int n = 0, shootNum = 0, round = 1;
    printf("输入赌徒人数:");
    scanf("%d", &n);
    head = initLine(head, n);
    lineNext = head;//用于记录每轮开始的位置
    //仅当链表中只含有一个结点时,即头结点时,退出循环
    srand((int)time(0));
    while (head->next != head) {
        int i;
        line * temp = NULL, *del = NULL;
        printf("第 %d 轮开始,从编号为 %d 的人开始,", round, lineNext->No);
        shootNum = rand() % n + 1;
        printf("枪在第 %d 次扣动扳机时会响\n", shootNum);
        temp = lineNext;
        //遍历循环链表,找到将要删除结点的上一个结点
        for (i = 1; i < shootNum - 1; i++) {
            temp = temp->next;
        }
        //将要删除结点从链表中删除,并释放其占用空间
        printf("编号为 %d 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:\n", temp->next->No);
        del = temp->next;
        temp->next = temp->next->next;
        if (del == head) {
            head = head->next;
        }
        free(del);
        display(head);
        //赋值新一轮开始的位置
        lineNext = temp->next;
        round++;//记录循环次数
    }
    printf("最终胜利的赌徒编号是:%d\n", head->No);
    return 0;
}

//按照赌徒人数,初始化循环链表
line* initLine(line * head, int n) {
    int i = 0;
    line * list = NULL;
    head = (line*)malloc(sizeof(line));
    head->next = NULL;
    head->No = 1;
    list = head;
    for (i = 1; i < n; i++) {
        line * body = (line*)malloc(sizeof(line));
        body->next = NULL;
        body->No = i + 1;
        list->next = body;
        list = list->next;
    }
    list->next = head;//将链表成环
    return head;
}
//输出链表中所有的结点信息
void display(line * head) {
    line * temp = head;
    while (temp->next != head) {
        printf("%d ", temp->No);
        temp = temp->next;
    }
    printf("%d\n", temp->No);
}
运行结果示例:

输入赌徒人数:5
第 1 轮开始,从编号为 1 的人开始,枪在第 4 次扣动扳机时会响
编号为 4 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
1 2 3 5
第 2 轮开始,从编号为 5 的人开始,枪在第 3 次扣动扳机时会响
编号为 2 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
1 3 5
第 3 轮开始,从编号为 3 的人开始,枪在第 4 次扣动扳机时会响
编号为 3 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
1 5
第 4 轮开始,从编号为 5 的人开始,枪在第 4 次扣动扳机时会响
编号为 1 的赌徒退出赌博,剩余赌徒编号依次为:
5
最终胜利的赌徒编号是:5

总结

本节借轮盘赌小游戏,带领大家重新熟悉了线性表的顺序存储结构和链式存储结构,如果你能够根据项目要求自行完成两种结构代码实现的编写工作,恭喜你可以顺利进入下面章节的学习。

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