数据结构课程设计纸牌游戏53999.docx
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数据结构课程设计纸牌游戏53999
纸牌游戏
1.课程设计目的
本课程设计是为了配合《数据结构》课程的开设，通过设计一完整的程序，使学生掌握数据结构的应用、算法的编写、类C语言的算法转换成C程序并用TC上机调试的基本方法。
2.设计方案论证
2.1课程设计任务
纸牌游戏，编号为1~52牌，正面向上，从第二开始，以2为基数，是2的倍数的牌翻一次，直到最后一牌；然后从第三牌开始，以3为基数，是3的倍数的牌翻一次，直到最后一牌；直到以52为基数的翻过，输出：
这时输出正面向上的牌有哪些？
2.2设计思路
2.2.1程序思路
编号为1的牌没有进行翻牌，即翻牌的次数为0，仍然为正面朝上；编号为2的牌在整个过程中只翻了一次，为反面朝上；编号为3的牌在整个过程中只翻了一次，为反面朝上；编号为4的牌在整个过程中翻了两次，为正面朝上；编号为5的牌在整个过程中翻了一次，为反面朝上；编号为6的牌在整个过程中翻了三次（由于6是2、3、6的倍数），为反面朝上；以此类推直至编号为52的牌，从上述过程可以总结出这样的规律：
从编号为1的第一牌到编号为52的最后一牌，只要它翻过的次数为偶数则是正面朝上，反之则为反面朝上。
因此我们可以依据每牌翻过的次数来确定它最终是否为正面向上，从而输出实验所需要的结果：
所有正面向上的牌的编号。
2.2.2数据结构的选择
因为编号为1～52的52牌没有要求在物理位置上相邻接，且在翻牌操作时要对编号依次进行判断，很容易想到用指针来进行操作。
为方便起见，我选用单链表这种数据结构来对52牌进行存储。
单链表是有限个具有相同类型的数据元素组成的链表，且该链表中的每一个结点只有一个指针域。
根据第一部分的问题分析可知该单链表中每个结点应包括三个部分：
存储该结点所对应的牌的编号信息data域、记录该结点所对应的牌的翻牌次数count域、存储其直接后继的存储位置的next域（指针域），其
结点结构图如下（其中data、count为整型，next为指针类型）：
故可创建以单链表为存储结构的结构体，如下：
typestructnode
{intdata;//牌的编号
intcount;//记录翻牌的次数
structnode*next;//指向下一个结点的指针
}LinkList；//该单链表为LinkList类型
2.2.3概要设计
定义了单链表中结点的数据类型后，接下来就要创建单链表。
我选用的是尾插法创建带有头结点的单链表，运用malloc函数申请存空间。
然后设计翻牌程序，利用j%i=o的思想，并记录每牌翻过的次数。
再编写输出结果程序，思想是：
若翻牌的次数为偶数时则为正面朝上，输出该牌的编号。
最后编写主函数，主函数中调用子函数，并输出一些提示信息。
为了实现程序所需的功能，程序中用到三个子函数和一个主函数：
子函数1：
创建带有头结点的链表的函数LinkList*creat（intk）
子函数2：
翻牌函数LinkList*overcard（LinkList*head）
子函数3：
输出结果函数voidresult（LinkList*head）
主函数：
voidmain（）
各函数模块间的调用关系如图1所示。
图1各函数调用关系
主函数流程图，如图2所示。
2.2.4详细设计和编码
（1）定义单链表结点类型：
typestructnode
{intdata;//牌的编号
intcount;//记录翻牌的次数
structnode*next;//指向下一个结点的指针
}LinkList；//该单链表为LinkList类型
（2）子函数1：
尾插法创建带有头结点的单链表LinkList*creat（intk）
说明：
形参k表示单链表中结点的个数
建立的过程大致如下：
一开始定义LinkList类型的三个指针变量*head、*p、*q：
LinkList*head，*p，*q；
定义并初始化记录结点个数的变量i：
inti=0；
首先申请头结点空间：
head=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;
指针p指向头结点head：
p=head;
然后利用指针q再申请结点空间：
q=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;
将结点成链表的核心操作如下：
while（i{q->data=i+1;//给每个结点的data赋值
q->count=0;//给每个结点的count赋值
p->next=q;//q到p之后
p=q;//将q作为新的p
q=q->next;//q指针后移
q=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;
i++;}
p->next=NULL;//将最后一个结点的next域赋为空
return（head）;
}
（3）子函数2：
翻牌函数LinkList*overcard（LinkList*head,intk）
说明;形参分别指头指针、结点个数
{定义一个LinkList类型指针p：
LinkList*p
因为翻牌时从基数2开始，可以使用for循环：
for（inti=2;i<=k;i++）
{p=head->next;//p指向首元素结点
while（p!
=NULL）
{if（（p->data）%i==0）//若牌的编号能被基数i整除，则使p->count++
p->count++;
p=p->next;}//p指针后移
}
return（head）;
}
（4）子函数3：
输出正面朝上的牌的编号函数voidresult（LinkList*head）
{定义一个LinkList类型指针q：
LinkList*q;
q=head->next;//q指向首元素结点
printf（"正面向上的牌编号为：
"）;
while（q!
=NULL）
{if（（q->count）%2==0）//若翻页的次数为偶数则正面朝上，输出
printf（"%4d",q->data）;
q=q->next;}
printf（"\n"）;}
}
（5）主函数：
voidmain（）
{charch;
intk=52;//共有52牌
LinkList*head,*p;
printf（"执行此程序（Y），不执行此程序（Q）\n"）;
scanf（"%c",&ch）;
while
（1）
{if（ch=='Y'）
{head=creat（k）;
p=overcard（head,k）;
result（p）;}
elseif（ch=='Q'）
{printf（"退出程序！
\n"）;break;}
scanf（"%c",&ch）;}
}
3.设计结果与分析
3.1时间、空间性能分析
本算法的空间复杂度很低，只需要一个含有52个结点的单链表来存储已编号的52牌，因此空间复杂度为O（n）。
但是该算法的时间复杂度有点高，每个子函数中都用到了循环语句，尤其是在翻牌子程序中用到了双重循环，其时间复杂度为O（n2）。
3.2错误分析
在初次编写完成后出了一些语法和拼写上的小错误，导致运行结果不正确。
例如翻牌子程序中的用到了for循环：
for（inti=2；i于是我开始一句句研究代码，发现是循环条件出错了，应该为for（inti=2；i<=k；i++）。
出现这个错误是自己很大意，仿造上面的创建链表时的循环条件没有添加等于号而出错了。
这也警示我在编写代码时要边写边思考，防止出现大的错误。
3.3运行程序
进入主界面后，用户可以根据窗口提示得到想要的结果。
即输入Y则运行该程序，得到所有正面朝上的牌的编号，输入Q则不运行该程序，退出运行窗口。
程序开始运行，进入界面，如图3所示。
图3程序开始界面
用户想要执行程序，选择Y，进入下一界面，如图4所示。
图4执行程序界面
用户不想要执行程序，选择Q，进入的界面，如图5所示。
图5不执行程序界面
4设计体会
设计一个程序需要按一个完整的步骤来进行。
首先必须弄懂程序要解决的是什么问题。
在弄懂之后大脑中就要开始构思要用是什么方法来解决问题，在此期间需要“不择手段”，就是可以问同学、老师或者查阅相关资料通过网络等等，动用一切渠道把握别人的精髓来解决问题。
完成后就要把方法赋之于行动，主要是画出流程图和结构图，依照图设计出解决问题的各种算法随后编写出程序。
最后完成调试和纠错。
这方，都觉得挺高兴的，只有经过这个过程才会提高自己的发现问题、分析问题、解决问题的能力，使得思维更加严谨。
虽然这次课程设计不是很难，不是做一个比较大的系统，代码不算多，但是我认为要成功地完成一个程序，包括完整的实验报告都要投入必要的时间和精力，认真对待，这样我们可以收获不少东西。
在这次程序设计中，遇到了许多的问题，深知自己学习的知识还远远不够。
这是一种全面综合训练，是与课堂听讲，自学和练习相辅相成的，必不可少的一个教学环节。
学习和掌握此门功课，掌握了面向对象程序设计方法，并能边学简单的程序。
在此基础上，通过课程设计的综合训练，培养了我们实际分析问题，编程和动手能力，更系统掌握该门课程的主要容。
这次的课程设计为以后的学习打下了坚实的基础。
感老师给予我们这次机会，我会继续努力，在学习的这条路上不断攀登！
5参考文献
[1]新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M],第2版.:
电子工业,2003.4：
305-350
[2]谭浩强.C程序设计（第三版）[M].：
清华大学,2005
[3]王昆仑.数据结构与算法[M].：
中国铁道,2007
[4]谭浩强.C程序设计指导[M].：
清华大学,2005
6附录：
带有注释的源程序
#include
#include
typedefstructnode
{intdata;//牌的编号
intcount;//记录翻牌的次数
structnode*next;//指向下一个结点的指针
}LinkList;
LinkList*creat（intk）//创建链表函数
{LinkList*head,*p,*q;
inti=0;
head=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;//申请头结点空间
p=head;//指针p指向头结点
q=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;//申请结点空间
while（i{q->data=i+1;//给每个结点的data赋值
q->count=0;//给每个结点的count赋值
p->next=q;//q到p之后
p=q;//将q作为新的p
q=q->next;//q指针后移
q=（LinkList*）malloc（sizeof（LinkList））;
i++;}
p->next=NULL;//将最后一个结点的next域赋为空
return（head）;
}
LinkList*overcard（LinkList*head,intk）//翻牌函数
{LinkList*p;
for（inti=2;i<=k;i++）
{p=head->next;//p指向首元素结点
while（p!
=NULL）
{if（（p->data）%i==0）//若牌的编号能被基数i整除，则使p->count++
p->count++;
p=p->next;}//p指针后移
}
return（head）;
}
voidresult（LinkList*head）//输出结果函数
{LinkList*q;
q=head->next;//q指向首元素结点
printf（"正面向上的牌编号为：
"）;
while（q!
=NULL）
{if（（q->count）%2==0）//若翻过的次数为偶数则正面朝上，输出
printf（"%4d",q->data）;
q=q->next;}
printf（"\n"）;
}
voidmain（）
{charch;
intk=52;//共有52牌
LinkList*head,*p;
printf（"执行此程序（Y），不执行此程序（Q）\n"）;
scanf（"%c",&ch）;
while
（1）
{if（ch=='Y'）
{head=creat（k）;
p=overcard（head,k）;
result（p）;}
elseif（ch=='Q'）
{printf（"退出程序！
\n"）;break;}
scanf（"%c",&ch）;}
}
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