二叉平衡树实现学生信息管理系统.docx
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二叉平衡树实现学生信息管理系统
课程设计报告
（2011—2012年度第2学期）
实验名称：
数据结构与算法
题目：
二叉平衡树学生信息管理系统
院系：
控制与计算机工程学院
班级：
信安1101
学号：
1111290110
学生姓名：
黄世晨
指导教师：
焦润海
设计周数：
1周
成绩：
日期：
2012年6月28日
一、课程设计的目的与要求
1．目的:
应用数据结构和算法来设计相应的程序，培养学生问题求解模块的框架设计和详细设计、相关程序实现和调试能力，完成创新能力和实践能力的训练。
2．要求:
用高级程序设计语言C编码，用开发平台调试。
二、设计正文
（一）课程设计题目
（二）需求分析
（三）概要设计
（四）详细设计
（五）调试分析
（六）使用说明
三、课程设计总结或结论
1．完成的工作
2．未完成的工作
3．所需做的改进
四、参考文献
[1]作者1,作者2.书名.出版单位,版本.出版日期
附录（设计流程图、程序、测试数据等）
一、课程设计题目
编制一个用二叉平衡树实现学生信息管理系统的程序，所有信息用文件保存。
二、需求分析
本演示程序在环境下用C语言编写，利用二叉平衡树完成学生信息管理系统信息的输入，显示所有的学生信息，查询指定学生信息，删除学生信息，并将所有信息以文档形式保存。
1、输入的形式和输入值的范围：
创建时首先按照要求依次输入相应信息；
插入结点时需要输入插入的信息；
删除结点时输入删除结点的关键字；
查找时输入查找结点的关键字；
在所有输入中，结点信息学号、姓名、专业、班级、生日为字符串，年龄为整型。
2、输出的形式：
查找操作会输出查找成功时的信息，若不成功怎输出无此信息；
显示操作会按递归遍历显示平衡树上的所有结点信息；
3、程序所能达到的功能：
完成二叉平衡树学生信息管理系统的创建（从键盘中输入并保存到文件中）、插入、删除、查找、显示、保存操作
4、测试数据：
A．创建操作中依次输入1
01黄世晨信安1101191993
y
02许彬信安1101201992
y
03邓志光信安1101201992
n
构建二叉平衡树
输入4
浏览信息
B．查找操作中依次输入5
01
C．删除操作中依次输入3
03
D．插入操作中依次输入2
04曹廷祥信安1101211991
输入4
浏览信息
E．凹入显示操作输入7
F．保存操作输入6
G．退出操作输入0
三、概要设计
1、为了实现上述程序功能，需要定义二叉平衡树的抽象数据类型：
{
数据对象D：
D是具有相同特性的数据元素的集合。
数据关系R：
若D为空集，则称为空树；
否则:
（1）在D中存在唯一的称为根的数据元素,
（2）当n>1时，其余结点可分为m（m>0）个互
不相交的有限集T1,T2,…,,其中每一
棵子集本身又是一棵符合本定义的树，
称为根的子树。
基本操作：
（）
操作结果：
创建学生信息管理系统二叉平衡树并输入初始信息.
（）
操作结果：
将信息插入至二叉平衡树中，并调节二叉树平衡
（*）
初始条件：
二叉平衡树T已存在
操作结果：
查询学生信息
（*）
初始条件：
二叉平衡树T已存在
操作结果：
删除学生信息，并调节二叉树平衡
（T）
初始条件：
二叉平衡树T已存在
操作结果：
显示学生信息
（）
操作结果：
在屏幕上显示操作菜单
2、本程序包含16个函数：
1 主函数（）
2 删除结点并调平函数（*）;
3 删除辅助函数（&）;
4 调平函数（&）;
5 调平函数（&）;
6 调平函数（&）;
7 调平函数（&）;
8 查找函数（*&）;
9 插入信息并调平函数（）;
10 在右子树上删除后的调平函数（&）;
11 在左子树上删除后的调平函数（&）;
12 菜单函数（）;
13 保存函数（*）;
14 凹入显示二叉平衡树函数（）;
15 创建函数（&）;
16 显示函数（）;
3、函数间的调用关系如下：
四、详细设计
为了实现概要设计中定义的所有的数据类型；对主程序和其他模块写出伪代码算法或者画出流程图；
1、结点类型和指针类型
结构体定义
学生
{
[10];
[20];
[10];
[20];
[20];
;
};
结点
{
;
*,*;
;
},*;
2）、主要算法的伪代码或者流程图
保存
（*）
{
（）
0;
{
（,"\\\\\\t">>>>>>）;
（>）;
（>）;
}
}
插入
（）
{
（）
{
;
>;
>>;
>0;
1;
}如果是空的话就生成新节点并且返回1
{
（>）;
（0）
{
（"该学号学生已经存在，不能插入"）;
（）;
0;
}
（<0）往右子树方向上插入
{
（>）这里传过去的是根的右子树
（1）
（>）
{
1:
>0;
0;
直接插入并改变平衡因子，并且改变标识变量
0:
>1;
直接插入并改变平衡因子即可
-1:
（>>1）
{
（T）1，注意分清楚这里面的根结点
>>>0左旋之后并进行平衡因子的更改
}
（>>1）
{
（>>>0）
{
>>>0;
}7,注意分清这里面的根结点
（>>>1）
{
>0;
>>1;
>>>0;
}3,注意分清这里面的根结点
（>>>1）
{
>1;
>>0;
>>>0;
}2,注意分清这里面的根结点
（T）;
}这里要分情况讨论是因为旋转过后平衡因子的改变是不一样的
0;
;
}
;
}
（>0）往左子树方向上插入
{
（>）;
（1）
（>）
{
0:
>1;
1;
;
-1:
>0;
0;
;
1:
（>>1）
{
（T）;
>>>0;
}4,注意分清这里面的根结点
（>>1）
{
（>>>1）
{
>0;
>>1;
>>>0;
}5,注意分清这里面的根结点
（>>>1）
{
>1;
>>0;
>>>0;
}6,注意分清这里面的根结点
（>>>0）
{
>>>0;
}8,注意分清这里面的根结点
（T）;
}
0;
;
}
;
}
}
}
查找
（*）为已经存在的树，x为要查找的数据，为将要返回的指针
{
（）
0;
（（>）0）
{
;
1用返回值来区别是否找到
}
（（>）<0）由于根节点上的数据“小于”x的数据，因此到根节点的右子树上寻找
{
;
（>）应该记得也就是T了
}
{
;
（>）;
}
}
删除
（*）
{
（）
{
（"没有该学生"）;
（）;
0;
}
（>）;
（>0）往左子树方向上删除
{
（>）;
（1）
（T）;
}
（<0）往右子树方向上删除
{
（>）;
（1）
（T）;
}
{
（>）
{
;
>;
p;
1;
}
（>）
{
;
>;
p;
1;
}
{
（>）;
（1）
（T）;
}
;
}
0;
}
显示
（T）
{
（）
0;
{
（>）;
（"学号：
\t姓名：
\t专业：
\t班级：
\t生日：
\t年龄：
\n">>>>>>）;
（>）;
}
}
创建
（）
{
{
（"输入学生\n学号姓名专业班级年龄生日:
"）;
（""）;
（）;
（）;
（"是否继续（）：
"）;
（）;
}（'Y''y'）;
}
（）
{
（）;
{
（0<）
（""）;
（"学号：
\t姓名：
\t专业：
\t班级：
\t生日：
\t年龄：
\n">>>>>>）;
（>1）;
（>1）;
}
}
五、调试分析
1、原程序在结束创建时需输入五次#才能结束，后调整为“”判断是否继续。
六、使用说明
程序名为二叉平衡树_学生信息管理系统，运行环境为。
程序执行后显示
||
|欢迎使用学生信息管理系统|
||
温馨提示：
为保证您的操作得到保存，请按正常顺序退出系统
+学生信息管理系统+
+[1]建立数据存储+
+[2]插入学生信息+
+[3]删除学生信息+
+[4]浏览学生信息+
+[5]查询学生信息+
+[6]保存学生信息+
+[7]查二叉平衡树+
+[0]安全退出系统+
+*·*·*·*·*·*·*·*·*·*·*·+
请输入您的选择：
在后输入数字选择执行不同的功能。
要求首先输入足够多的插入元素，才可以进行其他的操作。
选择0：
退出程序
选择1：
创建系统并输入初始信息
选择2：
插入新信息
选择3：
删除指定学生信息
选择4：
浏览全部学生信息
选择5：
查询指定学生信息
选择6：
保存全部学生信息
选择7：
查看二叉平衡树（凹入显示）
七、测试结果
A．创建操作中依次输入1
01黄世晨信安1101191993
y
02许彬信安1101201992
y
03邓志光信安1101201992
n
构建二叉平衡树
输入4
浏览信息
结果：
完成输入三人的信息
B．查找操作中依次输入5
01
结果：
成功查找01号学生信息
C．删除操作中依次输入3
03
输入4
浏览信息
结果：
成功删除03号学生信息
D．插入操作中依次输入2
04曹廷祥信安1101211991
输入4
浏览信息
结果：
成功插入04号学生信息
E．凹入显示操作输入7
结果：
显示二叉平衡树
F．保存操作输入6
结果：
成功保存
G．退出操作输入0
结果：
安全退出程序
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