《数据结构》课程设计试验报告.docx
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《数据结构》课程设计试验报告
《数据结构》课程设计
实验报告
题目约瑟夫问题和八皇后问题求解
学院数学与信息工程学院
专业计算机科学与技术
班级计科081
学号200853225142
学生姓名陈哲
同组成员魏艳舞杨青施晓洁吴亚君徐珍艳张素姿
指导教师刘小晶
编写日期2009年6月28日
一、问题描述
1、约瑟夫问题描述
编号为1，2…n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。
一开始任选一个正整数作为报数的上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数，报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他的顺时针方向上的下一个开始重新从1报数，如此下去，直至所有人全部出列为止，设计一个程序求出出列顺序。
2、八皇后问题描述
在一个８×８的棋盘里放置８个皇后，要求每个皇后两两之间不相"冲"（在每一横列竖列斜列只有一个皇后）。
3、界面设计模块问题描述
设计一个菜单式界面，让用户可以选择要解决的问题，同时可以退出程序。
界面要求简洁明了，大方得体，便于用户的使用，同时，对于用户的错误选择可以进行有效的处理。
二、问题分析
本人负责的是为用户设计菜单界面，使用户可以根据菜单进行选择其中的某个问题进行处理。
对于一个菜单界面，首先要求界面简单明了，使得用户可以轻松通过界面知道如何获取自己想要的操作。
其次，我们不能保证用户每次的选择都是有效的，即用户的选择是在我们提供的服务范围之内，所以要设计容错操作，即当用户的选择超出我们提供的范围时，提示用户重新选择。
最后，要保证用户选择相应的操作后，程序能正确的按照用户的选择运行下去，完成用户的要求。
三、数据结构描述
Intchoice;
记录用户的选择，然后选择相应的操作。
typedefstructLNode{
intnum;
intcode;
structLNode*next;
}node,*linklist;单链表解决约瑟夫问题时储存结点信息
chara[9][9];八皇后问题中记录棋盘信息
四、算法设计
1、程序层次模块图
程序总层次模块图
2、算法设计
voidjiemian（）
{
printf（"theproblemofpeopleourofcirclr\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
printf（"*1.solvebylianbiao;*\n"）;
printf（"*2.solvebyshunxubiao;*\n"）;
printf（"*3.help;*\n"）;
printf（"*4.ruturntomenu;*\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
}
voidhelp（）
{
printf（"theproblemofpeopleourofcirclr\n"）;
printf（"*******************************************************************************\n"）;
printf（"*youcanchoise1,2,3or4togetthefunctionyouwant.ifyouchoise1,*\n"）;
printf（"*youwillsolvetheproblembylianbiao.inthisway,whenapeopleoutof*\n"）;
printf（"*thecircle,thenodewhichcontainhismessagewillbedeleted.ifyou*\n"）;
printf（"*choise2,youwillsolvetheproblembyshunxubiao.inthisway,whena*\n"）;
printf（"*peopleoutofthecircle,hiscodewillchangeinto0,buthismessage*\n"）;
printf（"*willberemained.ifyouchoise4,endthegame.*\n"）;
printf（"*******************************************************************************\n"）;
}
voidwelcome（）
{
printf（"welcometooursystem\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
printf（"*1.JosephCentralissues*\n"）;
printf（"*2.Queen8*\n"）;
printf（"*3.exit*\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
}
intmain（）
{
intchoice;
welcome（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
while（choice!
=3）
{
switch（choice）
{
case1:
system（"cls"）;Joseph（）;getch（）;break;
case2:
system（"cls"）;Queen（）;getch（）;getch（）;break;
default:
printf（"pleasechooosetherightchoice!
"）;getch（）;getch（）;break;
}
system（"cls"）;
welcome（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
}
}
五、详细程序清单
#include
#include
typedefstructLNode{
intnum;
intcode;
structLNode*next;
}node,*linklist;//数据结构声明
chara[9][9];
inttotal;
linklistcreatstart（linklistL,intnumber）//建立单向循环链表
{
intm,i;
linklists,p;
s=L;
for（i=1;i<=number;i++）
{
p=（linklist）malloc（sizeof（node））;
if（!
p）exit（0）;
p->num=i;
printf（"pleaseinputthecodeofnumber%d:
",i）;
scanf（"%d",&p->code）;
p->next=NULL;
s->next=p;
s=p;
}
s->next=L->next;
returns;
}
voidchulie（linklistL,intnumber）//链表中的出列
{
intturn,i,j;
linklistp,s;
printf（"pleaseinputthestartcode:
"）;
scanf（"%d",&turn）;
p=L;
printf（"theturnoutofthecircleis:
"）;
for（i=1;i<=number-1;i++）
{
for（j=1;j<=turn-1;j++）p=p->next;
printf（"%d",p->next->num）;
turn=p->next->code;
s=p->next;
p->next=s->next;
free（s）;
}
printf（"%d",p->next->num）;
printf（"\n"）;
}
voidlianbiao（）//用单向循环链表解决约瑟夫问题
{
intnumber;
linklistL;
L=（linklist）malloc（sizeof（node））;
if（!
L）exit（0）;
printf（"pleaseinputthenumberofpeople:
"）;
scanf（"%d",&number）;
L=creatstart（L,number）;
chulie（L,number）;
}
voidjiemian（）//约瑟夫问题的界面
{
printf（"theproblemofpeopleourofcirclr\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
printf（"*1.solvebylianbiao;*\n"）;
printf（"*2.solvebyshunxubiao;*\n"）;
printf（"*3.help;*\n"）;
printf（"*4.ruturntomenu;*\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
}
voidshunxubiao（）//用顺序表解决约瑟夫问题
{
inta[500]={0},i,code,number,shu;
printf（"pleaseinputthenumberofpeople:
"）;
scanf（"%d",&number）;
shu=number;
for（i=1;i<=number;i++）
{
printf（"pleaseinputthecodeofnumber%d:
",i）;
scanf（"%d",&a[i]）;
}
printf（"pleaseinputthestartcode:
"）;
scanf（"%d",&code）;
i=0;
printf（"theturnoutofthecircleis:
"）;
while（shu>0）
{
while（code>0）
{
if（i+1>number）i=0;
if（a[i+1]!
=0）code--;
i++;
}
printf（"%d",i）;
code=a[i];
a[i]=0;
shu--;
}
printf（"\n"）;
}
voidhelp（）//帮助文档
{
printf（"theproblemofpeopleourofcirclr\n"）;
printf（"*******************************************************************************\n"）;
printf（"*youcanchoise1,2,3or4togetthefunctionyouwant.ifyouchoise1,*\n"）;
printf（"*youwillsolvetheproblembylianbiao.inthisway,whenapeopleoutof*\n"）;
printf（"*thecircle,thenodewhichcontainhismessagewillbedeleted.ifyou*\n"）;
printf（"*choise2,youwillsolvetheproblembyshunxubiao.inthisway,whena*\n"）;
printf（"*peopleoutofthecircle,hiscodewillchangeinto0,buthismessage*\n"）;
printf（"*willberemained.ifyouchoise4,endthegame.*\n"）;
printf（"*******************************************************************************\n"）;
}
voidJoseph（）//约瑟夫问题
{
intchoice;
jiemian（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
while（choice!
=4）
{
switch（choice）
{
case1:
lianbiao（）;getch（）;getch（）;break;
case2:
shunxubiao（）;getch（）;getch（）;break;
case3:
system（"cls"）;help（）;getch（）;getch（）;break;
default:
printf（"pleasechooosetherightchoice!
"）;getch（）;getch（）;break;
}
system（"cls"）;
jiemian（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
}
}
voidinit（）//八皇后问题棋盘初始化
{
inti,j;
for（i=1;i<=8;i++）
for（j=1;j<=8;j++）
a[i][j]='*';
}
voidshuchu（）//输出可行解
{
inti,j;
for（i=1;i<=8;i++）
{
for（j=1;j<=8;j++）
printf（"%c",a[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
printf（"\n"）;
}
voiddigui（inthang）//递归解决八皇后问题
{
intlie;
for（lie=1;lie<=8;lie++）
{
if（panduan（hang,lie））
{
a[hang][lie]='@';
if（hang!
=8）digui（hang+1）;
else
{
shuchu（）;
total++;
}
}
a[hang][lie]='*';
}
}
intpanduan（inthang,intlie）//判断能否放置皇后
{
inti,j;
for（i=1;iif（a[i][lie]=='@'）return0;
for（i=1;iif（a[hang][i]=='@'）return0;
i=hang;
j=lie;
while（（i-1>0）&&（j-1>0））
{
if（a[i-1][j-1]=='@'）return0;
i--;
j--;
}
i=hang;
j=lie;
while（（i-1>0）&&（j+1<=8））
{
if（a[i-1][j+1]=='@'）return0;
i--;
j++;
}
return1;
}
voidQueen（）//八皇后问题
{
digui
（1）;
printf（"thetotalpossibilityis:
%d\n",total）;
}
voidwelcome（）//主程序界面
{
printf（"welcometooursystem\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
printf（"*1.JosephCentralissues*\n"）;
printf（"*2.Queen8*\n"）;
printf（"*3.exit*\n"）;
printf（"****************************************************\n"）;
}
intmain（）//主函数
{
intchoice;
welcome（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
while（choice!
=3）
{
switch（choice）
{
case1:
system（"cls"）;Joseph（）;getch（）;break;
case2:
system（"cls"）;Queen（）;getch（）;getch（）;break;
default:
printf（"pleasechooosetherightchoice!
"）;getch（）;getch（）;break;
}
system（"cls"）;
welcome（）;
printf（"pleasemakeyourchoice:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
}
}
六、程序运行结果
七、使用说明
用户进入主界面后根据菜单内容选择1、2、3分别可进行约瑟夫问题、八皇后问题、退出系统操作。
进入约瑟夫问题后按照菜单选择1、2、3、4分别可进行链表求解、顺序表求解、查看帮助文档、回到主菜单操作。
进入八皇后问题系统即可输出所有的可能解，并计算解的数目。
八、心得体会
良好的界面不仅能反映出程序的主题结构，让用户了解系统的答大体功能，同时可以极大地方便用户随系统的了解与使用，增加用户与系统的交互性。
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