数据结构B线段树及其应用Word文档格式.docx
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5.1.3张越测试27
5.2组装与系统测试30
5.3系统运行31
6课题总结32
6.1课题评价32
6.2团队协作32
6.3个人设计小结（按组员分工）32
6.3.1余灏然设计小结32
6.3.2魏嘉设计小结32
6.3.3张越设计小结33
7附录A课题任务分工34
A-1课题程序设计分工34
A-2课题报告分工35
附录B课题设计文档（光盘）
B-1课程设计报告（电子版）
B-2源程序代码（*.H，*.CPP）
B-3工程与可执行文件）
B-4屏幕演示录像文件（可选）
附录C用户操作手册（可选）36
C.1运行环境说明36
C.2操作说明36
1课题概述
1.1课题任务
我们选择利用线段树这种结构来建立一个车票购票系统。
【设计要求】
1.2课题原理
线段树，类似区间树，是一个完全二叉树，它在各个节点保存一条线段（数组中的一段子数组），主要用于高效解决连续区间的动态查询问题，由于二叉结构的特性，它基本能保持每个操作的复杂度为O（lgN）!
流程图如下：
1.3相关知识
前序遍历树，将树变成链表，用于存储；
Si与Sj用于测试，可删除；
2需求分析
2.1课题调研
线段树是一种二叉搜索树，与区间树相似，它将一个区间划分成一些单元区间，每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。
对于线段树中的每一个非叶子节点[a,b]，它的左儿子表示的区间为[a,（a+b）/2]，右儿子表示的区间为[（a+b）/2+1,b]。
因此线段树是平衡二叉树，最后的子节点数目为N，即整个线段区间的长度。
2.2用户需求分析
利用线段树高效快速的运行车票出售系统。
功能需求
（1）输入功能和显示功能
（2）购买车票、查询车票余额
（3）添加、修改、删除站点信息
（4）读取文件功能和保存文件功能
（5）需要用户友好的界面以便用户方便使用
3方案设计
3.1总体功能设计
线段树
3.2数据结构设计
前序遍历树，将树变成链表，用于存储。
3.3函数原型设计
函数原型
功能描述
voidTreeToList（TreeT,list<
SaveData>
&
p）
voidListToTree（Tree&
T,list<
:
iterator&
iterP）
链表还原成树
intLoading（Tree&
T）
读取数据将数据还原成树
voidprint（list<
staname>
显示乘车顺序
TreeFind（inta,TreeT）
寻找叶子
voidBuyTicket（inta,intb,intn,Tree&
T）
购票
voidCheck（）
检查数据文件
voidwelcome（）
初始界面显示
voidInquire（TreeT,list<
查询车票数量
voidintitle（list<
p）
站号对应站名的处理
3.4主算法设计
线段树是一种二叉搜索树，与区间树相似，它将一个区间划分成一些单元区间，每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。
3.5用户界面设计
Dos界面
输入后：
4方案实现
4.1开发环境与工具
主要编程环境：
MicrosoftVisualStudioC++6.0
编程工具：
C++。
4.2程序设计关键技术
线段树及其应用：
（1）C#语言的学习和MicrosoftVisualStudio2008的使用方法，因为未学习过此语言，学会使用C#和开发工具是程序设计的关键。
（2）线段树的实现问题，线段树的实现还是相对复杂的，我们从网上，书籍查阅了许多资料，进行了多次debug才完成此部分。
（3）多人程序的融合性问题，由于没怎么接触过多人写程序，每个人写的程序必须能够很好组合。
4.3.1余灏然设计实现
Main函数
#include"
head.h"
save.cpp"
StationName.cpp"
buy.cpp"
check.cpp"
inquire.cpp"
frame.cpp"
voidmain（）
{
list<
p;
TreeT;
inti,j,a,b,n,t=0;
//t值用于判断第一次"
重新生成线段树"
时是否执行DelData（T）,t=0不执行t=1执行
Check（）;
//检查数据文件是否丢失
t=Loading（T）;
//读取线段树数据
Loading2（p）;
//读取站名链表数据
welcome（）;
while
（1）
{
system（"
cls"
）;
frame（）;
gotoxy（25,8）;
cout<
<
"
1.购票与查询"
;
gotoxy（25,9）;
2.管理功能"
gotoxy（25,10）;
3.退出"
gotoxy（25,12）;
----请选择功能:
cin>
>
i;
if（i==1）
{
while
（1）
{
print（p）;
cout<
endl<
1.购票车票2.查询车余额3.返回---请选择：
cin>
j;
if（j==1）
{
cout<
请分别输入出发站、到达站号及购买票数：
cin>
a>
b>
n;
if（a<
b）BuyTicket（a,b,n,T）;
if（a>
b）BuyTicket2（a,b,n,T）;
}
if（j==2）Inquire（T,p）;
if（j==3）break;
}
}
if（i==2）
system（"
请选择（1.重新生成线段树2.改变站名对应站号3.删除树并初始化4.返回）:
"
{
请输入线段区间（a,b）[必须符合0<
a<
b]:
b;
if（t）DelData（T）;
CreateTree（T,a,b）;
SaveTree（T）;
t=1;
}
if（j==2）intitle（p）;
if（j==3）DelData（T）;
if（j==4）break;
if（i==3）exit（0）;
}//while尾
}
save.cpp
p）//前序遍历树，将树变成链表，用于存储，
SaveDataa;
if（T!
=NULL）
a.k=1;
a.Si=T->
a.Sj=T->
a.Snum=T->
num;
a.Snum2=T->
num2;
p.push_back（a）;
TreeToList（T->
lchild,p）;
rchild,p）;
}
else
a.k=0;
//a.Si=-1;
a.Sj=-1;
//Si与Sj用于测试，可删除
voidSaveTree（TreeT）
FILE*fp;
SaveDatah;
iteratoriterP=p.begin（）;
TreeToList（T,p）;
iterP=p.begin（）;
fp=fopen（"
TicketData.dat"
"
wb"
h.k=iterP->
k;
h.Si=iterP->
Si;
h.Sj=iterP->
Sj;
h.Snum=iterP->
Snum;
h.Snum2=iterP->
Snum2;
fwrite（&
h,sizeof（SaveData）,1,fp）;
iterP++;
if（iterP==p.end（））break;
SaveDatat;
t.k=-1;
//t->
k=-1表链表尾
fwrite（&
t,sizeof（SaveData）,1,fp）;
fclose（fp）;
//cout<
存储成功！
endl;
iterP）//链表还原成树
if（iterP->
k==0）{T=NULL;
iterP++;
{
if（!
（T=（Btree*）malloc（sizeof（Btree））））exit（-1）;
T->
i=iterP->
T->
j=iterP->
T->
num=iterP->
num2=iterP->
ListToTree（T->
lchild,iterP）;
rchild,iterP）;
T）//读取数据将数据还原成树
iteratoriterP;
rb"
fread（&
if（h.k==-1）
{cout<
--------无数据内容。
return0;
while（h.k!
=-1）//判断是不是链表尾
p.push_back（h）;
fread（&
ListToTree（T,iterP）;
数据读取成功，已生成树。
return1;
intDelData（TreeT）
DestroyTree（T）;
wb+"
//不写入内容，即可清除数据
inquire.cpp
TreeFind（inta,TreeT）;
p）//查询车票数量
inti=0;
Treet;
cout<
当前相邻两站间的车票余额：
t=Find（iterP->
k,T）;
cout<
iterP->
k<
号站-"
name<
===>
name<
（max-t->
num）<
elseiterP--;
iterP--;
iterP--;
num2）<
elseiterP++;
4.3.2魏嘉设计实现
head.h
#ifndef_HEAD_H
#define_HEAD_H//运用#ifndef避免重复定义
iostream"
stdio.h"
windows.h"
conio.h"
#include<
list>
usingnamespacestd;
#definemax100//每站票数的最大上限
typedefstructNode{
inti,j;
//分别表示线段树左右节点
intnum;
//存储数据，表示当前已出售票数
intnum2;
//返程
structNode*lchild,*rchild;
}Btree,*Tree;
typedefstructstation{
intk;
//站点所对应的数字
charname[20];
}staname;
typedefstructsave{
//k=1时储存节点信息，k=0时代表空格不存储其他信息,k=-1时表示链表尾（NULL不知为何不好使=A=）
intSi,Sj;
intSnum;
intSnum2;
}SaveData;
intCreateTree（Tree&
T,inta,intb）
if（b<
a||a<
1||b<
1）//b大于a或a,b不大于零时，则提示输入错误
error!
returnNULL;
T=（Btree*）malloc（sizeof（Btree））;
i=a;
j=b;
num=-1;
num2=-1;
//只有树的叶子节点才用于存储数据，其他非叶子节点令其值为-1
if（b-a>
1）
CreateTree（T->
lchild,a,（a+b）/2）;
rchild,（a+b）/2,b）;
lchild=NULL;
rchild=NULL;
num=0;
//初始化为0
num2=0;
voidDestroyTree（Tree&
T）//删除时用这个，判断树是否已为空，若不空则执行Destroy（TreeT）;
intDestroy（TreeT）;
if（T->
num==-1）{Destroy（T）;
线段树已销毁。
}//如果树不为空，则T->
num=-1
elsecout<
树已为空，无需销毁。
intDestroy（TreeT）//完全销毁线段树
if（T==NULL）return1;
Destroy（T->
lchild）;
rchild）;
free（T）;
voidPreOrder（TreeT）//前序遍历树
i<
j<
PreOrder（T->
!
voidgotoxy（intx,inty）//光标移动x为列坐标,y为行坐标
COORDpos={x,y};
HANDLEhOut=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;
SetConsoleCursorPosition（hOut,pos）;
#endif
StationName.cpp
string.h"
p）//站号对应站名的处理
voidLoading2（list<
p）;
voidfirstuse（）;
charb[20];
stanameh;
iterP=p.begin（）;
fp=fopen（"
StationName.dat"
h,sizeof（staname）,1,fp）;
while（h.k!
=0）
cout<
号站----"
iterP++;
if（iterP==p.end（））break;
fclose（fp）;
1.添加或更改站点（请从1开始按顺序添加）2.重置清空3.返回"
请选择：
请分别输入站号及站名（站号误重复）"
cin>
h.k>
h.name;
p.push_back（h）;
iterP=p.begin（）;
fp=fopen（"
h.k=iterP->
strcpy（h.name,iterP->
name）;
fwrite（&
iterP++;
if（iterP==p.end（））break;
h.k=0;
fwrite（&
fclose（fp）;
if（i==2）{firstuse（）;
p.clear（）;
if（i==3）break;
voidfirstuse（）//站名数据文件初始化
stanamep;
p.k=0;
p,sizeof（staname）,1,fp）;
voidLoading2（list<
p）//读取站名链表数据
buy.cpp
p）//显示乘车顺序
inti=1;
乘车区间:
while（i）
号站:
name;
if（i==5）{cout<
i=1;
if（!
（iterP==p.end（）
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