课程设计.docx
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课程设计
实验一用计算机自动求解关系闭包2
一.需求分析2
二.概要设计3
三.详细设计6
四.调试分析：
9
五.测试结果如下；10
六.用户手册10
七.附录11
实验二对保龄球记分12
一.需求分析：
12
二.概要设计：
13
三．详细设计：
16
四．调试分析18
五．测试结果18
六.用户手册19
七．附录21
实验三设计程序为客人提供相关服务21
一．需求分析：
21
二．概要设计21
三．详细设计22
四．设计和调试分析；26
五．用户手册26
六．测试结果：
27
七．附录：
28
实验一用计算机自动求解传递闭包
一.需求分析
（1）用关系矩阵的形式输入一关系R，由计算机自动求解关系R的传递闭包，
并用矩阵的形式予以输出。
（2）在集合X上的二元关系R的传递闭包是包含R的X上的最小的传递关系。
一般用B表示定义在具有n个元素的集合X上关系R的n×n阶矩阵，则传递闭包的矩阵B+可如下计算：
B+=B+B2+B3+……+（B）n
式中矩阵运算时所有乘法都用逻辑与代替，所有加法都用逻辑或代替。
上式中的操作次序为B，B（B），B（BB），B（BBB），……，所以在运算的每一步只需简单地把现有结果乘以B，完成矩阵的n次乘法即可。
（3）输入由n个元素组成的关系矩阵M，并置新矩阵A=M,置k=1,对所有正整数i如果A[i,k]=1，则对j=1…n执行：
A[i,j]←A[i,j]∨A[k,j]，同时k增1；如果k≤n，则返回重新执行原过程，否则停止。
所得的矩阵A即为关系R的传递闭包t（R）的关系矩阵。
（4）测试数据为：
若输入原矩阵为：
1001
0011
1100
1010
则输出的传递闭包如下所示：
<1,1>,<1,2>,<1,3>,<1,4>,<2,1>,<2,2>,<2,3>,<2,4>,<3,1>,<3,2>,<3,3>
<3,4>,<4,1>,<4,2>,<4,3>,<4,4>
（5）程序执行的命令为：
（1）输入组成关系矩阵R的元素个数；
（2）创建关系R的初始矩阵M;
（3）求解关系R的传递闭包；
（4）用矩阵的形式输出所形成的传递闭包。
二.概要设计
1．数组的顺序存储表示
#include//标准头文件，提供宏va_start,va_arg和va_end,
//用于寸取变长参数表
#defineMAX_ARRAY_DIM8//假设数组维数的最大值为8
typedefstruct{
ElemType*base;//数组元素基址，由InitArray分配
intdim//数组维数
int*bounds;//数组维界基址，由InitArray分配
int*constants;//数组映像函数常量基址，由InitArray分配
}Array;
2.数组的抽象数据类型的定义：
ADTArray{
数组对象：
ji=0,…,bi-1,I=1,2,3,…,n.
D={aj1j2j3…jn|n（>0）称为数组的维数，bi是数组第维的长度，ji是数组元素的第i维下标,aj1j2j3…jn属于ElemSet}
数组元素：
R={R1,R2,…,Rn}
Ri={|
00aj1…ji…jn,aj1…ji+1…jn属于D,i=2,…,n}
基本操作：
InitArray（&A,n,bound1,….boundn）
操作结果；若维数和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK.
DestroyArray（&A）
操作结果；销毁数组A.
Value（A,&e,index1,…,indexn）
初始条件；A是n维数组，e为元素变量，随后是n个下标值。
操作结果：
若各下标不超界，则e赋值为所指定的A的元素值，并返回OK.
Assign（&A,e,index1,…,indexn）
初始条件：
A是n维数组，e为元素变量，随后是n个下标值。
操作结果；若下标不超界，则将e的值赋给所指定的A的元素，并返回OK.
}ADTArray
3．抽象数据类型稀疏矩阵的定义为：
ADTSparseMatrix{
数据对象：
D={aij|I=1,2,…,m;j=1,2,…,n;
ai,j属于ElemSet,m和n分别称为矩阵的行数和列数}
数据关系；R={Row,Col}
Row={|1Col={|1基本操作；
CreateSMatrix（&M）;
操作结果；创建稀疏矩阵M。
DestroySMatrix（&M）;
初始条件：
稀疏矩阵M存在。
操作结果；销毁稀疏矩阵M.
PrintSMatrix（&M）;
初始条件：
稀疏矩阵M存在。
操作结果；输出稀疏矩阵M.。
CopySMatrix（M,&T）;
初始条件：
稀疏矩阵M存在。
操作结果；由稀疏矩阵M复制得到T.
AddSMatrix（M,N,&Q）;
初始条件：
稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等。
操作结果；求稀疏矩阵的和Q=M+N.
SubSMatrix（M,N,&Q）;
初始条件：
稀疏矩阵M与N的行数和列数对应相等。
操作结果；求稀疏矩阵的差Q=M-N.
TrasposeSMatrix（M,&T）;
初始条件：
稀疏矩阵M存在
操作结果；求稀疏矩阵M的转置矩阵T.
}ADTSparseMatrix
4．本程序包含for循环的多次嵌套
定义全局变量
主函数main（）
{
利用for循环输入欲求传递闭包的关系矩阵；
利用for循环求解已输入关系矩阵的传递闭包；
利用for循环输出所求得到关系。
}
具体过程如下所示：
三.详细设计
1.元素类型；
#defineMAX_ARRAY_DIM8//假设数组维数的最大值为8
typedefstruct{
ElemType*base;//数组元素基址，由InitArray分配
intdim//数组维数
int*bounds;//数组维界基址，由InitArray分配
int*constants;//数组映像函数常量基址，由InitArray分配
2,数组中基本操作设置如下；
StatusInitArray（Array&A,intdim,…）;
//若维数dim和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK.
StatusDestroyArray（Array&A）//销毁数组A.
StatusValue（ArrayA,ElemTypee,…）
//A是n维数组，e为元素变量，随后是n个下标值。
//若各下标不超界，则e赋值为所指定的A的元素值，并返回OK.
StatusAssign（Assign&A,ElemTypee,…）
//A是n维数组，e为元素变量，随后是n个下标值。
//若下标不超界，则将e的值赋给所指定的A的元素，并返回OK.其中部分操作的伪码算法如下：
StatusInitArray（Array&A,intdim,…）;
//若维数dim和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK.
if（dim<1||dim>MAX_ARRAY_DIM）returnERROR;
A.dom=dom;
A.bounds=（int*）malloc（dim*sizeof（int））;
if（!
A.bounds）exit（OVERFLOW）;
//若长度合法，则存入A.bounds，并求出的元素总数elemtotal
elemtotal=1;
va_start（ap,dim）;
for（i=0;iA.bounds[i]=va_arg（ap,int）;
if（A.bounds[i]<0）returnUNDERFLOW;
elemtotal*=A.bounds[i];
}
va_end（ap）;
A.base=（ElemType*）malloc（elemtotal*size（ElemType））;
if（!
A.base）exit（OVERFLOW）;
//求映像函数的常数ci，并存入A.constants[i-1],I=1,..,dim
A.constants=（int*）malloc（dim*sizeof（int））;
if（!
A.constants）exit（OVERFLOW）;
A.constants[dim-1]=1;//L=1，指针的增减以元素的大小为单位
for（i=dim-2;i>=0;--I）
A.constants[i]=A.bounds[i+1]*A.constants[i+1];
returnOK;
}
3.程序的实现过程：
#include"stdio.h"
#defineN10//定义全局变量N，指矩阵中所能允许输入的元素的最大个数
主函数部分
main（）
{
inti,j,a[N][N],b[N][N],c[N][N],s=0,k,e[N][N],m,n;//定义局部变量，矩阵并对相关变量初始化
printf（"Pleaseinputthenumbern（n<=100）:
\n"）;//输入矩阵的元素个数
scanf（"%d",&n）;//逐个输入数据元素
printf（"PleaseinputtheMaxtix:
\n"）;//输入一矩阵
利用for循环对矩阵进行输入
for（i=0;ifor（j=0;j{
scanf（"%d",&a[i][j]）;//输入元素的值
e[i][j]=a[i][j];//将矩阵a[i][j]的值赋值给矩阵e[i][j]
b[i][j]=a[i][j];及矩阵b[i][j]
}
继续利用for循环求矩阵的传递闭包
for（m=1;m计算到原矩阵的n次方时，经过矩阵的合取即可得到矩阵的传递闭包
{
for（i=0;ifor（j=0;j{
for（s=0,k=0;ks+=b[i][m]*a[m][j];
c[i][j]=s;//将求得的元素s赋值给新矩阵c[i][j]
if（e[i][j]==0&&c[i][j]!
=0）
e[i][j]=c[i][j];//将矩阵c[i][j]中值不为0的元素赋值给矩阵e[i][j]
}
利用for循环将得到的结果予以输出
for（i=0;ifor（j=0;jb[i][j]=c[i][j];
}
for（i=0;ifor（j=0;jif（e[i][j]!
=0）//若矩阵e[i][j]中元素不为0，则可将其输出
printf（"<%d,%d>,",i+1,j+1）;
printf（"\n"）;
}
四.调试分析：
1.在求解矩阵的传递闭包时由于思路比较简单，因此相对比较容易解决。
2.在具体实现过程过程中要注意变量的正确定义，使用范围以及for循环的嵌套使用。
3.由于数组一般不作插入及删除操作，即一旦建立了数组，则结构中的数组元素个数和元素之间的关系就不再发生变动，因此在构建数组时通常采用顺序存储结构予以实现。
4.经过离散数学的学习已经知道在求解n阶矩阵的关系闭包时只需要求到矩阵的n次幂即可，而不需要求无数次幂，然后再进行合取求解，因此就减少了程序的复杂程度。
五.测试结果如下；
六.用户手册
1.本程序的运行环境为TC环境。
2.进入演示程序后即显示文本方式的界面。
3．当显示出用户界面时，根据相关提示首先输入要输入矩阵中元素的个数，之后输入0或1构造一矩阵。
4．执行完相关命令后，即可得出用户所需求的传递闭包。
5．之后点击键Q即可退出相关界面。
七.附录
源程序如下所示；
#include"stdio.h"
#defineN10
main（）
{
inti,j,a[N][N],b[N][N],c[N][N],s=0,k,e[N][N],m,n;
printf（"Pleaseinputthenumbern（n<=100）:
\n"）;
scanf（"%d",&n）;
printf（"PleaseinputtheMaxtix:
\n"）;
for（i=0;ifor（j=0;j{
scanf（"%d",&a[i][j]）;
e[i][j]=a[i][j];
b[i][j]=a[i][j];
}
for（m=1;m{
for（i=0;ifor（j=0;j{
for（s=0,k=0;ks+=b[i][k]*a[k][j];
c[i][j]=s;
if（e[i][j]==0&&c[i][j]!
=0）
e[i][j]=c[i][j];
}
for（i=0;ifor（j=0;jb[i][j]=c[i][j];
}
for（i=0;ifor（j=0;jif（e[i][j]!
=0）
printf（"<%d,%d>,",i+1,j+1）;
printf（"\n"）;
}
实验二对保龄球记分
一.需求分析：
（1）用数组的形式对保龄球游戏进行记分；
（2）游戏规则为：
打保龄球是用一个滚球去撞击10个站立的瓶，将瓶击倒。
一局分10轮，每轮可滚球1次或2次，以击到的瓶数为依据计分。
一局得分为10轮得分之和，而每轮的得分不仅与本轮的滚球情况有关，还可能与后一轮或后两轮的滚球情况有关，即：
某轮某次滚球击倒的瓶数不仅要计入本轮得分，还可能会计入前一轮或两轮得分。
（3）计分规则如下：
1）若某一轮的第一次滚球就击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第十轮还需加2次滚球），该轮得分为本次击倒瓶数10与以后2次滚球所击倒瓶数之和；
2）若某一轮的第一次滚球未击倒全部10个瓶，则对剩下未倒的瓶再滚球一次，如果这2次滚球击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第十轮还需加1次滚球），该轮得分为这2次击倒瓶数10与以后1次滚球所击倒瓶数之和；
3）若某一轮2次滚球未击倒全部10个瓶，则本轮不在滚球，该轮得分为这2次滚球所击倒瓶数之和。
（4）具体做法为：
1）模拟1人打保龄球的过程，用一个二维数组：
intx[11][4]；存储每轮每次击倒的瓶数和得分以及累计得分。
即：
一行中的4个元素x[i][0]、x[i][1]、x[i][2]、x[i][3]分别记录第i轮的第1次滚球击倒的瓶数、第2次滚球击倒的瓶数、本轮得分和累计得分；
2）输入每轮每次滚球击倒的瓶数，若第1次滚球击倒的瓶数为10，则该轮只输入1次数据；
3）输出每轮每次击倒的瓶数和得分以及累计得分，若仿照例题输入所要测定的值，则输出结果如下所示；
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
8
10
7
9
9
10
10
8
9
10
8
2
0
2
1
1
0
0
1
1
0
2
20
19
9
19
20
28
19
9
20
20
20
39
48
67
87
115
134
143
163
183
4）程序执行的命令为：
●根据输入的得分数据构造一个二维数组；
●输入的数据计算在每轮中的得分及累积得分；
●出每轮每次击倒的瓶数和得分以及累计得分；
二.概要设计：
1．数组的相关知识链接：
（1）对数组进行定义：
intcompact（type*Array,intCount）
数组类型说明在Ｃ语言中使用数组必须先进行类型说明。
数组说明的一般形式为：
类型说明符数组名[常量表达式]，……；
其中，类型说明符是任一种基本数据类型或构造数据类型。
数组名是用户定义的数组标识符，方括号中的常量表达式表示数据元素的个数，也称为数组的长度。
例如：
inta[10];说明整型数组a，有10个元素。
floatb[10],c[20];说明实型数组b，有10个元素，实型数组c，有20个元素。
charch[20];说明字符数组ch，有20个元素。
（2）对数组进行声明：
有三种方法声明固定大小的数组，用哪一种方法取决于数组应有的有效范围：
1）建立公用数组，在模块的声明段用Public语句声明数组。
2）建立模块级数组，在模块的声明段用Private语句声明数组。
3）建立局部数组，在过程中用Private语句声明数组。
（3）数组的分类：
一维数组：
数据类型数组名[长度]；
二维数组：
类型说明符数组名[常量表达式1][常量表达式2]…；
其中常量表达式1表示第一维下标的长度，常量表达式2表示第二维下标的长度。
二维数组的元素也称为双下标变量，其表示的形式为：
数组名[下标][下标]。
其中下标应为整型常量或整型表达式。
例如：
a[3][4]表示a数组三行四列的元素，下标变量和数组说明在形式中有些相似，但这两者具有完全不同的含义。
数组说明的方括号中给出的是某一维的长度，即可取下标的最大值；而数组元素中的下标是该元素在数组中的位置标识。
前者只能是常量，后者可以是常量，变量或表达式。
字符数组：
用来存放字符量的数组称为字符数组。
字符数组类型说明的形式与前面介绍的数值数组相同。
例如：
charc[10];由于字符型和整型通用，也可以定义为intc[10]但这时每个数组元素占2个字节的内存单元。
字符数组也可以是二维或多维数组，例如：
charc[5][10];即为二维字符数组。
字符数组也允许在类型说明时作初始化赋值。
例如：
staticcharc[10]={`c`,``,`p`,`r`,o`,g`,r`,`a`,`m`};赋值后各元素的值为：
数组Cc[0]c[1]c[2]c[3]c[4]c[5]c[6]c[7]c[8]c[9]其中c[9]未赋值，由系统自动赋予0值。
（4）注意事项：
1）可以只给部分元素赋初值。
当{}中值的个数少于元素个数时，只给前面部分元素赋值。
例如：
staticinta[10]={0,1,2,3,4};表示只给a[0]～a[4]5个元素赋值，而后5个元素自动赋0值。
2）只能给元素逐个赋值，不能给数组整体赋值。
例如给十个元素全部赋1值，只能写为：
staticinta[10]={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};而不能写为：
staticinta[10]=1;（请注意：
在C语言中是这样，但并非在所有涉及数组的地方都这样）
3）如不给可初始化的数组赋初值，则全部元素均为0值。
4）如给全部元素赋值，则在数组说明中，可以不给出数组元素的个数。
例如：
staticinta[5]={1,2,3,4,5};可写为：
staticinta[]={1,2,3,4,5};动态赋值可以在程序执行过程中，对数组作动态赋值。
这时可用循环语句配合scanf函数逐个对数组元素赋值。
`r`,`o`,`g`,`r`,`a`,`m`};这时C数组的长度自动定为9。
2．保龄球计分游戏中所用数组的定义：
二维数组：
类型说明符数组名[常量表达式1][常量表达式2]；
其中常量表达式1表示第一维下标的长度，常量表达式2表示第二维下标的长度。
二维数组的元素也称为双下标变量，其表示的形式为：
数组名[下标][下标]。
其中下标应为整型常量或整型表达式。
例如：
a[3][4]表示a数组三行四列的元素，下标变量和数组说明在形式中有些相似，但这两者具有完全不同的含义。
数组说明的方括号中给出的是某一维的长度，即可取下标的最大值；而数组元素中的下标是该元素在数组中的位置标识。
前者只能是常量，后者可以是常量，变量或表达式。
3．本程序包含四个模块
1）数据输入模块：
在主函数中首先定义一二维数组，然后通过对变量i.j的控制逐个输入在每轮每次的得分数。
2）记录每轮得分模块：
对于每轮的得分要分情况考虑，因为根据计分规则可知若某一轮的第一次滚球就击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第十轮还需加2次滚球），该轮得分为本次击倒瓶数10与以后2次滚球所击倒瓶数之和；若某一轮的第一次滚球未击倒全部10个瓶，则对剩下未倒的瓶再滚球一次，如果这2次滚球击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第十轮还需加1次滚球），该轮得分为这2次击倒瓶数10与以后1次滚球所击倒瓶数之和；若某一轮2次滚球未击倒全部10个瓶，则本轮不在滚球，该轮得分为这2次滚球所击倒瓶数之和。
3）记录累计得分模块：
及每一次的得分都等于该轮得分与前几轮得分的和，因此也同样要用到循环语句予以解决。
4）数据输出模块：
在计算出每轮得分及累计得分后，要进行矩阵转置予以输出新的结果。
各模块间的关系如下所示：
1．主程序模块;
#include"stdio.h"
main（）
{
定义变量，并对相关数据进行初始化
for{
对变量进行相关操作
}
}
2．设计程序输入每轮每次的得分
for（i=0;i<11;i++）
{
printf（"firstnumber:
"）;
scanf（"%d",&x[i][0]）;//输入第i+1轮的第一次得分数
if（x[i][0]!
=10）//如果第i+1轮的第一次得分为10，则不需要进
行第二次击球，否则就要进行第二次击球，计算得分数。
{printf（"secondnumber:
"）;
scanf（"%d",&x[i][1]）;
}
printf（"\n"）;
}
3．设计程序计算每轮得分数，在此由于第10次比较特殊，故需要单独讨论。
for（i=0;i<9;i++）//在前9次中，通过对i进行处理计算每次的得分数
{
if（x[i][0]==10）//若第i轮中第一次得10分，则不再进行第二次击球
{
x[i][1]=0;
if（x[i+1][0]==10）
x[i][2]=20+x[i+2][0];//在第i轮第一次得10分的基础上，若第i+1
轮第
升级会员 