①问题描述
一列货运列车共有n节车厢，每节车厢将停放在不同的车站。假定n个车站的编号分别为1～n，即货运列车按照第n站至第1站的次序经过这些车站。为了便于从列车上卸掉相应的车厢，车厢的编号应与车站的编号相同，这样，在每个车站只要卸掉最后一节车厢。所以，给定任意次序的车厢，必须重新排列它们。
车厢的重排工作可以通过转轨站完成。在转轨站中有一个入轨、一个出轨和k个缓冲轨，缓冲轨位于入轨和出轨之间。假定缓冲轨按先进先出的方式运作，设计算法解决火车车厢重排问题。
②基本要求
设计存储结构表示n个车厢、k个缓冲轨以及入轨和出轨；
设计并实现车厢重排算法；
分析算法的时间性能。
③设计思想
假设有3个缓冲轨，入轨中有9节车厢，次序为5,8,1,7,4,2,9,6,3，重排后，9节车厢出轨次序为9,8,7,6,5,4,3,2,1。重排过程如下：
3号车厢不能直接移至出轨（因为1号车厢和2号车厢必须排在3号车厢之前），因此，把3号车厢移至H1。6号车厢可放在H1中3号车厢之后（因为6号车厢将在3号车厢之后出轨）。9号车厢可以继续放在H1中6号车厢之后，而接下来的2号车厢不能放在9号车厢之后（因为2号车厢必须在9号车厢之前出轨）。因此，应把2号车厢移至H2，4号车厢可以放在H2中2号车厢之后，7号车厢可以继续放在4号车厢之后，如图4所示。至此，1号车厢可通过H3直接移至出轨，如图5所示。由于5号车厢此时仍在入轨中，所以把8号车厢移动至H2，这样就可以把5号车厢直接从入轨移至出轨，如图6所示。此后，可依次从缓冲轨中移出6号、7号、8号和9号车厢，如图7所示。
图4 将369、247依次入缓冲轨
图5 将1移至出轨，234移至出轨
图6 将8入缓冲轨，5移至出轨
图7 将6789移至出轨
由上述重排过程可知：在把车厢c移至缓冲轨时，车厢c应移动到这样的缓冲轨中：该缓冲轨中队尾车厢的编号小于c；如果有多个缓冲轨满足这一条件，则选择队尾车厢编号最大的缓冲轨；否则选择一个空的缓冲轨。
⑤思考
如果缓冲轨按后进先出的方式工作，即用栈表示缓冲轨，应如何解决火车车厢重排问题？
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#include<iostream>using
namespace std;class
Queue{public: struct
Node { int
data; Node * next; Node():next(NULL) {} Node(int
a):data(a),next(NULL) {} }; Node * Front; Node * rear; int
length; Queue() { Node * p = new
Node(); Front = p; rear = p; length = 0; } int
inQueue(int
a) { Node * p = new
Node(a); rear -> next = p; rear = rear -> next; length ++; } int
showrear() { return
rear->data; } int
showfront() { return
Front->next->data; } void
outQueue() { Node * p = Front -> next; Front -> next = p -> next; delete
p; length--; } void
printf() { Node * p = Front -> next; for(int
i = 0 ; i < length ; i++) { cout<<p->data<<" "; p = p -> next; } } bool
isEmpty() { return
length == 0; }};int
main(){ int
n , k ;//n代表车厢数，k代表轨道 int
nowOut = 1;//要输出的车厢编号 cout<<"input n:"<<endl; cout<<"input k:"<<endl; cout<<"input train"<<endl; cin>>n>>k; Queue dusk[k+2];//0到k-1代表缓冲轨道，k代表入轨，k+1代表出轨 for(int
i = 0 ; i < n ; i++)//输入入队车厢号 { int
a ; cin>>a; dusk[k].inQueue(a); } while(!dusk[k].isEmpty())//出轨不为空的时候循环 { int
flag = 0;//判断进入新的缓冲轨还是进入非空缓冲轨道。 //0进入新的缓冲轨道，非0进入非空缓冲轨道 int
z = 0;//判断是否能直接出轨。0为不能直接出轨，非0为可出轨。 int
flag_end = 0;//退出循环判定 if(dusk[k].showfront()==nowOut)//如果出轨队头车厢号等于现在要出轨的车厢号 { for(int
i = 0 ; i < k ; i++)//遍历所有循环轨，找出一个空的 { if(dusk[i].isEmpty())//找到空的循环轨，输出 { cout<<dusk[k].showfront()<<" train by trace "<<i+1<<" out."<<endl; dusk[k+1].inQueue(dusk[k].showfront()); nowOut++; dusk[k].outQueue(); z++; flag++; break; } } } if(z==0)//如果不能直接出轨，找到比当前要出轨的车厢小的非空轨道，并入轨 { for(int
i = 0 ; i < k ; i++) { if(!dusk[i].isEmpty()&&(dusk[i].showrear()<dusk[k].showfront())) { cout<<dusk[k].showfront()<<" train in "<<i+1<<" trace."<<endl; dusk[i].inQueue(dusk[k].showfront()); dusk[k].outQueue(); flag ++; break; } } } //如果找不到比当前要出轨的车厢小的非空轨道，就找空的缓冲轨，并入轨 if(flag == 0) { for(int
i = 0 ; i < k ; i++) { if(dusk[i].isEmpty()) { cout<<dusk[k].showfront()<<" train in "<<i+1<<" trace."<<endl; dusk[i].inQueue(dusk[k].showfront()); dusk[k].outQueue(); break; } if(i==k-1)//如果找不到新的缓冲轨，那么输出ERROR，结束循环 { cout<<"ERROR!"<<endl; flag_end = 1;//结束循环的标志 break; } } } if(flag_end == 1)//退出while循环 { break; } //遍历所有非空轨道队头车厢号，如果等于要出队的车厢号，就出轨并且重新循环 for(int
i = 0 ; i < k ; i++) { if(!dusk[i].isEmpty()&&dusk[i].showfront()==nowOut) { cout<<dusk[i].showfront()<<" train by trace "<<i+1<<" out."<<endl; dusk[k+1].inQueue(dusk[i].showfront()); dusk[i].outQueue(); nowOut++; i = -1; } } } dusk[k+1].printf();//打印出轨车厢顺序} |
原文地址：http://www.cnblogs.com/Duskcl/p/3761133.html
