1、引言

嵌入式工程師在編寫C語言程序時，需要注重效率和清晰的思路。本文將通過解析經典問題“猴子選大王”來展示如何用C語言思維方式構建高效、清晰的程序。

2、問題描述

考慮一群猴子，手拉手排成一個圓，從任意一只猴子開始從1開始報數，當遇到要排除的數時該猴子退出圈，從下一只猴子開始繼續從1報數，如此反復，最終剩下的猴子為大王。

3、程序構架

數據獲取

通過printf和scanf獲取猴子的總數、起始位置和要排除的數。注意處理異常情況，確保輸入合法性。

printf("input total num:");
scanf("%d", &n);
printf("from which num begin:");
scanf("%d", &k);
if(k > n || k == 0) {
    printf("please input the right begin num");
    return 1; 
}
printf("input the out num:");
scanf("%d", &m);
if(m > n || m == 0) { 
    printf("please input the right del num");
    return 2; 
}

數據運算

使用循環鏈表構建“猴子”的圓圈，靈活運用C語言指針操作。注意內存的動態分配和釋放。

typedef struct node {
    int data;
    struct node *next;
} linklist;


/* 創建循環鏈表，頭節點也存信息 */
linklist *head = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
linklist *p = head;
p->data = 1;
p->next = p;


/* 初始化循環鏈表 */
for (int i = 2; i <= n; i++) {
    linklist *s = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
    s->data = i;
    s->next = p->next;
    p->next = s;
    p = p->next;
}

提高程序運行速率

避免過度使用循環，更多地使用指針操作

/* 找到第 k 個節點 */
p = head;
for (int i = 1; i <= k; i++) {
    p = p->next;
}

4、邏輯實現

保存初始“猴子”圓圈參數

/* 保存節點總數 */
int total = n;
printf("
the out num:");
linklist *q = head;

猴子查數

猴子查數是關鍵，需要找到開始的“猴子”數、刪除該“猴子”、將刪除的循環鏈表首尾連接起來。

/* 只剩一個節點時停止循環 */
while (total != 1) {
    /* 報數過程，p指向要刪除的節點 */
    for (int i = 1; i < m; i++) {
        p = p->next;
    }


    /* 打印要刪除的節點序號 */
    printf("[%d] ", p->data);


    /* q 指向 p 節點的前驅 */
    while (q->next != p) {
        q = q->next;
    }


    /* 刪除 p 節點 */
    q->next = p->next;


    /* 保存被刪除節點指針 */
    linklist *s = p;


    /* p 指向被刪除節點的后繼 */
    p = p->next;


    /* 釋放被刪除的節點 */
    free(s);


    /* 節點個數減一 */
    total--;
}


/* 打印最后剩下的節點序號 */
printf("

the last num:[%d] 

", p->data);
free(p);

5、結論

通過以上程序實現，展示了用C語言思維方式構建高效、清晰的嵌入式程序的過程。重點在于數據獲取、數據運算和指針操作的靈活運用。這個例子雖然簡單，但在實際嵌入式開發中，這種思維方式將有助于處理更復雜的問題和提高程序的運行效率。 希望本文能夠幫助嵌入式工程師更好地理解和運用C語言，構建出更為優秀的嵌入式系統。

審核編輯：湯梓紅