数据结构课程设计报告 汉诺塔08112 黄露Word文件下载.docx
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2010年3月
目录
1.设计目的…….………………………………………….2
2.设计要求…….………………………………………….2
3.需求分析…….………………………………………….2
4.概要设计…….….………………………………………4
5.详细设计…….………………………………………….4
6.调试分析…….………………………………………….4
7.用户手册…….………………………………………….8
8.测试结果…….………………………………………….10
9.附录…….………………………………………………11
10.参考文献…….………….……………………………...12
一、设计目的
课程设计是《数据结构》课程教学必不可缺的一个重要环节，它可加深学生对该课程所学内容的进一步的理解与巩固，是将计算机课程与实际问题相联接的关键步骤。
通过课程设计，能够提高学生分析问题、解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力，因而必须给予足够的重视。
二、设计要求
1．明确课设任务，复习与查阅有关资料。
2．按要求完成课设内容，课设报告要求文字和图工整、思路清楚、正确。
3．一至四名同学分为一组，完成一个应用问题的程序的编写工作。
4．应用程序应具有一定的可用性：
（1）凡等候用户输入时，给出足够的提示信息，如“PleaseSelect（1—3）：
”提示用户选择。
（2）格式明显易懂，配上适当的颜色、声音等辅助效果，能方便地改正输入时的错误，使用户感到方便、好用。
（3）有联机求助功能。
用户能直接从系统得到必要的提示，不查手册也能解决一些疑难。
5．程序具有一定的健壮性，不会因为用户的输入错误引起程序运行错误而中断执行：
（1）对输入值的类型、大小范围、字符串的长度等，进行正确性检查，对不合法的输入值给出出错信息，指出错误类型，等待重新输入。
（2）当可能的回答有多种时，应允许输入任何一种回答。
（3）对删除数据应给出警告。
三、需求分析
汉诺塔的由来：
汉诺塔是源自印度神话里的玩具。
上帝创造世界的时候做了三根金刚石柱子，在一根柱子上从下往上安大小顺序摞着64片黄金圆盘。
上帝命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在另一根柱子上。
并且规定，在小圆盘上不能放大圆盘，在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。
有预言说，这件事完成时宇宙会在一瞬间闪电式毁灭。
也有人相信婆罗门至今还在一刻不停地搬动着圆盘。
汉诺塔与宇宙寿命：
如果移动一个圆盘需要1秒钟的话，等到64个圆盘全部重新落在一起，宇宙被毁灭是什么时候呢？
让我们来考虑一下64个圆盘重新摞好需要移动多少次吧。
1个的时候当然是1次，2个的时候是3次，3个的时候就用了7次......这实在是太累了
因此让我们逻辑性的思考一下吧。
4个的时候能够移动最大的4盘时如图所示。
到此为止用了7次。
接下来如下图时用1次，在上面再放上3个圆盘时还要用7次（把3个圆盘重新放在一起需要的次数）。
因此，4个的时候是
“3个圆盘重新摞在一起的次数”+1次+“3个圆盘重新摞在一起需要的次数”
=2x“3个圆盘重新摞在一起的次数”+1次
=15次。
那么，n个的时候是
2x“（n-1）个圆盘重新摞在一起的次数”+1次。
由于1个的时候是1次，结果n个的时候为（2的n次方减1）次。
1个圆盘的时候2的1次方减1
2个圆盘的时候2的2次方减1
3个圆盘的时候2的3次方减1
4个圆盘的时候2的4次方减1
5个圆盘的时候2的5次方减1
........
n个圆盘的时候2的n次方减1
也就是说，n=64的时候是（2的64次方减1）次。
因此，如果移动一个圆盘需要1秒的话，宇宙的寿命=2的64次方减1（秒）用一年=60秒x60分x24小时x365天来算的话，大约有5800亿年吧。
据说，现在的宇宙年龄大约是150亿年，还差得远呢。
言而总之，汉诺塔问题在数学界有很高的研究价值，而且至今还在被一些数学家们所研究也是我们所喜欢玩的一种益智游戏，它可以帮助开发智力，激发我们的思维。
对汉诺塔还可以有进一步的研究。
四、概要设计
1、设计思想
如果盘子为1，则将这个盘子从塔座A移动到塔座C；
如果不为1，则采用递归思想。
将塔座A的前n-1个盘子借助C盘（即目的盘）移到塔座B，移后，此时C为空座，那我们就可以将塔座A的第n个盘子移到塔座C了。
接下来就将塔座B的n-1个盘子借助A移到塔座C，从而完成盘子的移动。
2、实现方法
通过函数的递归调用来实现。
3、主要模块
Main函数实现函数的调用，move函数实现输出，hanoi函数调用move函数实现移动和最终输出。
4、模块关系
程序从Main函数开始，到main函数结束。
Main函数通过调用hanoi函数来实现盘子的移动，然后由move函数输出在屏幕上。
五、详细设计
1、功能设计
本程序的功能是建立一个汉诺塔模型，简化用户使用过程，便于用户直接查看一定的汉诺塔数据对应的移动步骤。
2、算法分析
本程序的主要算法是利用函数的递归调用算法。
首先，想办法将A座上的前n-1个盘借助C座移动到B座上，然后将A组上的第n个盘移动到C座上。
然后再将B座上的n-1个盘借助A座移动到C座上，此次移动也和第一次移动一样，重复递归，直到最后一个盘为止。
六、调试分析
代码敲完后，先进行调试分析，找出程序中是否有错。
结果显示当前程序出错，需要返回检查。
认真分析，可以看到，main函数在调用hanoi函数之前没有对hanoi函数进行声明，所以编译显示出错。
接下来就是修改，对hanoi函数先进行声明：
加上这行声明后再进行调试
程序敲完了，发现运行后速度很快，还没看清结果就结束了。
因此，要在main函数最后加一个getch（）函数，此函数的功能是停留运行时间，按任意键继续，使用户能够看到运行结果。
因为CPU的运算速度太快了，如果没有这个函数，则会在运行的时候还没能看到结果就退出程序了。
加上getch函数之后，好了，编译成功了，现在就可以测试一下结果是否满足要求了。
可以看到，结果显示在屏幕上是正确的，设计完成。
七、用户手册
本程序的开发环境为WIN-TC，首先打开运行环境WIN-TC
弹出WIN-TC编译框
然后打开原有的编译好的文件
打开文件，运行程序。
可以看到，输入的4个盘子数，其移动步骤已经显示在屏幕上了，按任意键退出程序，运行结束。
八、测试结果
测试结果如下图
九、附录
1、源程序
#include<
stdio.h>
voidmain（）
{
voidhanoi（intn,charone,chartwo,charthree）;
/*对hanoi函数进行生声明*/
intm;
printf（"
Pleaseinputthenumberofdiskes:
\n"
）;
scanf（"
%d"
&
m）;
Thesteptomoving%ddiskes:
m）;
hanoi（m,'
A'
'
B'
C'
getch（）;
}
voidhanoi（intn,charone,chartwo,charthree）/*定义hanoi函数*/
/*将n个盘从one座借助two座移到three座*/
voidmove（charx,chary）;
/*对move函数的声明*/
if（n==1）
move（one,three）;
else
{
hanoi（n-1,one,three,two）;
move（one,three）;
hanoi（n-1,two,one,three）;
}
voidmove（charx,chary）/*定义move函数*/
printf（"
%c-->
%c\n"
x,y）;
2、设计心得
通过这次课程设计，增加了我学习软件技术的兴趣，虽然还不明确软件技术包含的具体内容，但从C语言这门课程开始，到数据结构，研究算法的特性，已发现程序设计的乐趣，在学习数据结构的过程中也学到了许多计算机应用基础知识，对计算机的机体也有了一个大体的了解。
这次课程设计是通过我们一个小组的努力所实现的要求。
在实际操作过程中犯的一些错误还会有意外的收获，感觉很有意思。
在具体操作中对这学期所学的数据结构的理论知识得到巩固，达到设计的基本目的，也发现自己的不足之处，在以后的上机中应更加注意，同时体会到算法应具有的语句简洁，简单易懂，可读性高，使用灵活，执行效率高等特点。
发现上机实训的重要作用，特别是对函数的递归调用有了深刻的理解。
通过实际操作，学会分析问题，解决问题，开发了自己的逻辑思维能力。
深刻体会到“没有做不到的，只有想不到的”，“团结就是力量”，“实践是检验真理的标准”，“不耻下问”……的寓意。
这次选取的题目比较简单，程序量也比较小，所以完成起来相对容易一些，程序使自己敲进去的，通过一次一次的调试修正，感觉自己也进步了不少。
在此希望以后能多进行这样的训练，培养我们独立思考问题的能力，提高实际操作水平。
黄露
十、参考文献
严蔚敏.《数据结构（C语言版）》.清华大学出版社.2002
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