数据结构课程设计 地铁建设问题.docx
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数据结构课程设计地铁建设问题
软件学院
课程设计报告书
课程名称数据结构
设计题目地铁建设问题
专业班级
学号
姓名
指导教师
2013年1月
1设计时间................................................2
2设计目的................................................2
3设计任务................................................2
4设计内容................................................2
4.1需求分析...............................................2
4.1.1程序所能达到的功能...................................2
4.1.2输入、输出的形式和输入值的范围........................2
4.1.3测试数据.............................................3
4.2总体设计...............................................3
4.2.1抽象数据类型定义.....................................3
4.2.2主程序的流程、模块之间的调用关系......................4
4.3详细设计...............................................5
4.3.1数据类型、函数的伪码算法.............................5
4.3.2函数的调用关系图.....................................9
4.4测试与分析............................................10
4.4.1测试................................................10
4.4.2分析................................................11
4.5附录.................................................11
5总结与展望.............................................16
参考文献.................................................17
成绩评定.................................................17
1设计时间
2012年1月21日——2012年1月25日
2设计目的
1.通过这次设计，在数据结构的逻辑结构和存储结构、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解
2.训练程序设计方法以及上机操作等基本技能，积累编程经验
3.培养用计算机解决实际问题的能力
3设计任务
某城市要在各个辖区之间修建地铁，由于地铁建设费用昂贵，因此需要合理安排地铁建设线路，使市民可以沿地铁到达各个辖区，并使总费用最小。
4设计内容
4.1需求分析
4.1.1程序所能达到的功能
城市要在各个辖区之间修建地铁来加快经济发展，但由于建设地铁的费用昂贵，因此需要编写程序合理安排地铁的建设路线，使乘客可以沿地铁到达各个辖区，并使总的建设费用最小。
（1）使用结构体数组，存储辖区名称
（2）建立辖区间直接距离的无向图，用邻接矩阵存储辖区间直接距离信息
（2）根据读入的辖区距离信息，计算出应该建设哪些辖区的地铁路线
（3）输出应该建设的路线，以及所需建设的总里程信息
4.1.2输入、输出的形式和输入值的范围
输出的形式和输入值的范围
输入数字和字母，字母为辖区名，数字为辖区间直接距离，名称个数o，0<线路个数输出的形式
1：
辖区名辖区名路程
2：
辖区名辖区名路程
3：
辖区名辖区名路程
总费用为：
路程的和
4.1.3测试数据
正确输入：
辖区个数：
4
名称abcd
线路起止辖区及直接距离：
ab3、ac5、ad4、bc2、bd3、cd2、000
开始辖区：
a
输出为：
1：
ab3
2：
bc2
3：
cd2
总费用：
7
错误输入：
辖区个数：
4
名称abcd
线路及之间距离：
asb3
输出为：
没有as这个辖区
4.2总体设计
4.2.1抽象数据类型定义
1．抽象数据类型图的定义
ADTGraph{
数据对象v：
v是具有相同特性的数据元素的集合，成为顶点集。
数据关系R：
R={VR}
VR={|v,w∈V且P（v，w），表示从v到w的弧，
谓词P（v,w）定义了弧的意义或信息}
基本操作P：
CreateGraph（&G,V,VR）；
初始条件：
V是图的顶点集，VR是图中弧的集合。
操作结果：
按V和VR的定义构造图G。
}ADTGraph
4.2.2主程序的流程、模块之间的调用关系
主程序的流程
模块之间的调用关系
（1）主函数main（）调用intcreatgraph（Graph*g）建立无向图，用邻接矩阵存储；
（2）voidMiniSpanTree_PRIM（Graphg,chara[10]）调用intminimun（structtree*a,Graphg）和intlocatevex（Graph*g,chara[10]）生成树，判断辖区名称输入是否正确；
（3）主函数main（）调用voidMiniSpanTree_PRIM（Graphg,chara[10]）计算最小生成树，输出最优线路和总里程。
4.3详细设计
4.3.1数据类型、函数的伪码算法
1．结构体类型
typedefstruct{
charV[M][10];
intR[M][M];
intvexnum;
}Graph;
2．函数算法
创建无向图
intlocatevex（Graph*g,chara[10]）
{
inti;
for（i=0;ivexnum;i++）
{
if（strcmp（a,g->V[i]）==0）
returni;
}
if（i==g->vexnum）
return-1;
}
intcreatgraph（Graph*g）
{
inti=0,j,m,k,p,o,e;
chara[10],b[10];
printf（"设置辖区的个数:
"）;//城市中辖区的个数
scanf（"%d",&o）;
for（i=0;i{
printf（"第%d个城市辖区名称为:
",i+1）;
scanf（"%s",g->V[i]）;
}
g->vexnum=o;
for（i=0;ivexnum;i++）
for（j=0;jvexnum;j++）
g->R[i][j]=INFINITY;
printf（"辖区之间的路程，以000为结束标志\n"）;
scanf（"%s%s%d",a,b,&m）;
while（strcmp（"0",a）!
=0||strcmp（"0",b）!
=0||m!
=0）
{
k=locatevex（g,a）;p=locatevex（g,b）;
if（k==-1）
{
printf（"没有%s这个辖区\n",a）;
return0;
}
if（p==-1）
{
printf（"没有%s这个辖区\n",b）;
return0;
}
g->R[k][p]=g->R[p][k]=m;
scanf（"%s%s%d",a,b,&m）;
}
return1;
}
structtree{
intweizhi;
intlowcost;
};
intminimun（structtree*a,Graphg）
{
inti,k,m=0;
for（i=0;i{
if（m==0&&a[i].lowcost!
=0）
{
m=1;
k=i;
}
if（m==1&&a[i].lowcost!
=0）
{
if（a[i].lowcostk=i;
}
}
returnk;
}
普利姆算法求最小生成树，输出最优线路及费用
voidMiniSpanTree_PRIM（Graphg,chara[10]）
{
structtreeclosedge[M];
inti,j,k,money=0;
k=locatevex（&g,a）;
for（i=0;i{
if（i!
=k）
{
closedge[i].lowcost=g.R[k][i];
closedge[i].weizhi=k;
}
}
closedge[k].lowcost=0;
for（i=1;i{
k=minimun（closedge,g）;
money+=closedge[k].lowcost;
printf（"%d:
%s%s%d\n",i,g.V[closedge[k].weizhi],g.V[k],closedge[k].lowcost）;
closedge[k].lowcost=0;
for（j=0;j{
if（g.R[k][j]{
closedge[j].weizhi=k;
closedge[j].lowcost=g.R[k][j];
}
}
}
printf（"总费用为：
%d\n",money）;
}
4.3.2函数的调用关系图
4.4测试与分析
4.4.1测试
1．正确的输入
2．错误的输入
4.4.2分析
调试过程中遇到的问题及其解决方法
（1）问题:
用for循环语句控制输入辖区名称及输出辖区名称时候的个数名不对应
解决方法:
数组下标时从零开始的，并且在for循环语句中,循环变量的执行次数总是比循环体的执行次数多一次，所以应该注意修改使其相对应
（2）问题：
用循环控制各辖区及其之间的距离没有考虑清楚
解决方法：
用输入000判定辖区及其直接距离数据输入完毕
（3）问题：
普利姆算法理解不透彻，用其计算最小生成树输出结果的时候出现问题
解决方法：
上网查阅资料及阅读课本询问同学，并在以前程序上加以修改，最终得以运行。
4.5附录
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#inc
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