利用队列和栈实现球钟问题

球钟（Ball Clock）

1．问题描述
球钟是一个利用球的移动来记录时间的简单装置。它有三个可以容纳若干个球的指示器：分钟指示器，五分钟

指示器，小时指示器。若分钟指示器中有2个球，五分钟指示器中有6个球，小时指示器中有5个球，则时间为5

：32。

球钟的工作原理如下：分钟指示器最多可容纳4个球。每过一分钟，球钟就会从球队列的队首取出一个球放入分

钟指示器，当放入第五个球时，在分钟指示器的4个球就会按照他们被放入时的相反顺序加入球队列的队尾。而

第五个球就会进入五分钟指示器。按此类推，五分钟指示器最多可放11个球，小时指示器最多可放11个球。当

小时指示器放入第12个球时，原来的11个球按照他们被放入时的相反顺序加入球队列的队尾，然后第12个球也

回到队尾。这时，三个指示器均为空，回到初始状态，从而形成一个循环。因此，该球钟表示时间的范围是从0

：00到11：59。

现设初始时球队列的球数为x（27≤x），球钟的三个指示器初态均为空。问要经过多少天（每天24小时）

，球钟的球队列才能回复原来的顺序。

实现代码如下：

 

#include
#include

#define N 16

typedef int datatype;

typedef struct
{
 datatype data[N];
 int top;
} seqstack;

typedef struct _node_
{
 datatype data;
 struct _node_ *next;
} linknode, *linklist;

typedef struct
{
 linklist front;
 linklist rear;
} linkqueue;

seqstack *CreateEmptyStack()
{
 seqstack *s;

 s = (seqstack *)malloc(sizeof(seqstack));
 s->top = -1;

 return s;
}

int EmptyStack(seqstack *s)
{
 return (-1 == s->top);
}

void PushStack(seqstack *s, datatype x)
{
 s->data[++s->top] = x;

 return;
}

datatype PopStack(seqstack *s)
{
 s->top--;

 return s->data[s->top+1];
}

linkqueue *CreateEmptyQueue()
{
 linkqueue *lq;

 lq = (linkqueue *)malloc(sizeof(linkqueue));
 lq->front = lq->rear = (linklist)malloc(sizeof(linknode));
 lq->front->next = NULL;

 return lq;
}

int EmptyQueue(linkqueue *lq)
{
 return (lq->front == lq->rear);
}

void EnQueue(linkqueue *lq, datatype x)
{
 lq->rear->next = (linklist)malloc(sizeof(linknode));
 lq->rear = lq->rear->next;
 lq->rear->data = x;
 lq->rear->next = NULL;

 return;
}

datatype DeQueue(linkqueue *lq)
{
 linklist q;

 q = lq->front;
 lq->front = q->next;
 free(q);

 return (lq->front->data);
}

void ClearQueue(linkqueue *lq)
{
 linklist q;

 while (lq->front != lq->rear)
 {
  q = lq->front;
  lq->front = q->next;
  free(q);
 }

 return;
}

int SameQueue(linkqueue *lq)
{
 linklist p = lq->front->next;

 while (p!= lq->rear)
 {
  if (p->data > p->next->data) return 0;
  p = p->next;
 }
 
 return 1;
}

int main()
{
 int i, x, sum = 0;
 seqstack *s1, *s5, *s60;
 linkqueue *lq;

 s1 = CreateEmptyStack();
 s5 = CreateEmptyStack();
 s60 = CreateEmptyStack();
 lq = CreateEmptyQueue();

 for (i=1; i<=27; i++)
 {
  EnQueue(lq, i);
 }

 while ( 1 )
 {
  sum++;
  x = DeQueue(lq);
  if (s1->top != 3)
  {
   PushStack(s1, x);
  }
  else
  {
   while ( ! EmptyStack(s1) )
   {
    EnQueue(lq, PopStack(s1));
   }
   if (s5->top != 10)
   {
    PushStack(s5, x);
   }
   else
   {
    while ( ! EmptyStack(s5) )
    {
     EnQueue(lq, PopStack(s5));
    }
    if (s60->top != 10)
    {
     PushStack(s60, x);
    }
    else
    {
     while ( ! EmptyStack(s60) )
     {
      EnQueue(lq, PopStack(s60));
     }
     EnQueue(lq, x);
     if ( SameQueue(lq) ) break;
    } 
   }
  }
 }
 printf("sum = %d\n", sum);

 return 0;
}

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