数据结构课程设计报告校园导游图.docx
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数据结构课程设计报告校园导游图
淮海工学院计算机工程学院
课程设计报告
设计名称：
数据结构课程设计
选题名称：
校园导游图
姓名：
学号：
专业班级：
系（院）：
计算机工程学院
设计时间：
2011.12.19~2011.12.30
设计地点：
软件工程实验室、教室
成绩：
指导教师评语：
签名：
年月日
1．课程设计目的
1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。
2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；
3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；
4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。
2．课程设计任务与要求：
任务
根据教材《数据结构-C语言描述》（耿国华主编）和参考书《数据结构题集（C语言版）》（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、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和综合运用。
设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。
学生自选课题
学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度，有一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。
学生自选课题需在18周前报课程设计指导教师批准方可生效。
要求：
1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。
前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。
在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。
2、.设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。
3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释;
4、每位同学需提交可独立运行的程序；
5、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）；
6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。
3．课程设计说明书
一需求分析
1．功能需求：
用无向网表示淮海工学院的校园景点平面图，选取若干个淮海工学院有代表性的景点抽象成无向带权图，图中顶点表示校内各顶点，边上权值表示路径长度。
2．性能需求：
（1）为来访客人查询各景点的相关信息；
（2）为来访客人查询图中任意两个景点间的最短路径
（3）为来访客人查询图中任意两个景点间的所有路径
（4）为来访客人修改图中顶点和边的信息
（5）为来访客人增加景点和路径
（6）为来访客人删除景点和路径
（7）为来访客人输出对应编号景点的信息
3．数据需求：
建立无向图G，图中顶点ver表示主要景点，存放景点编号position、名称name、简介introduction等信息，图中边arc表示景点间的道路，存放路径长度信息distance。
二概要设计
1．ADTGraph
数据对象V：
V具有相同特性的数组元素的集合，称为顶点集
数据关系R：
R={VR}
VR={|P（x,y）^（x,y属于V）}
ADTGraph{
数据对象V：
一个集合，该集合中的所有元素具有相同的特性
数据关系R：
R={VR}
VR={|P（x,y）^（x,y属于V）}
基本操作：
（1） initgraph（&G）；
（2） creatgraph（mgraph&G） ；
（3） DeleteplanArc（mgraph&G）；
（4） DeleteVertex（mgraph&G）；
（5） enarc（mgraph&G）；
（6） enverx（mgraph&G） ；
}ADTGraph
基本操作：
1、voiddisplaycampus（mgraphg）输出所有顶点信息（即将展示校园全景图）
2、voidseaabout（mgraphG）根据输入编号用来查询各个景点信息
3、voidshortestpath_Floyd（mgragh*g）用弗洛伊德阿算法求两个景点间最短路径
4、voidAllpaths（mgragh*g）显示输入两个顶点间的所有路径
5、intchangegraph（mgraphG）更改图的信息
6、intlocatevex（mgraphc,intv）景点的定位
7、voidcreatgraph（mgraph&G）创建图的邻接矩阵
8、voidprintmatrix（mgraphG）打印图的邻接矩阵；
9、intDeleteplanArc（mgraph&G）删除图一条边；
10、intDeleteVertex（mgraph&G）删除景点
11、intenarc（mgraph&G）增加路径
12、intenverx（mgraph&G）增加结点
13、intnewgraph（mgraph&G）更新景点的信息
14、intinitgraph（mgraph&G）校园导游图的初始化
15、voidmain（）主函数，可以调用子函数
16、exit（0）退出程序
各程序模块之间的调用关系
主函数可调用子程序：
1，2，3，4，5，8，14，16
子程序5可调用子程序:
7,8，9,10,11,12,13
子程序9,10,11,12,13可调用子程序:
6
三详细设计
总体流程图：
1、创建无向网图算法的伪代码描述如下：
intcreatgraph（mgraph&G）//构造图的邻接矩阵
{
输入矩阵对应的顶点数G.vernum和边数G.arcnum;
for（i=0;i{
输入对应的景点编号、景点名称、景点简介：
}
初始化任意景点的路径
修改两顶点间的路径
}
2、输出学校平面图的算法的伪代码描述如下:
voiddisplaycampus（mgraphG）//显示景点信息；
{
对应输出景点编号，景点名称，景点简介
}
3、按编号查询景点的相关信息的算法的伪代码描述如下:
voidseaabout（mgraphG）//景点信息查询；
{
请输入要查询的景点编号n;
if（n<0||n>11）
该景点不存在，请重新输入：
else
根据编号输出对应的景点信息；
}
4、更改图的信息的算法的伪代码描述如下：
intchangegraph（mgraphG）
{
重新建图输入1删除结点输入2删除边输入3增加结点输入4
增加边输入5更新图信息输入6打印邻接矩阵输入7返回程序输入8
}
5、求无向图的最短路径的算法的伪代码描述如下:
voidshortestpath_Floyd（mgraph*G）
{
定义数组三维p[10][10][10],用于寻找任意两景点间最短路径中的景点，
定义二维数组D[10][10]用于存放两顶点间的最短路径;
初始化任意两景点间的最短路径和最短路径上的景点
{
D[v][w]=G->arcs[v][w].adj;//把v,w路径的值放到D[v][w]中
v,w是，v,w路径上的景点，所以p[v][w][v]=1;p[v][w][w]=1;}
如果u到v,w之间的两条路径之和小于v,w之间的路径，则使D[v][w]=D[v][u]+D[u][w]
若i是v,u上的最短路径的景点，或是u，w之间最短路径的景点，则i是v,w之间最短路径上的景点
}
intflag=1；
while（flag）
{
输入出发点和目的地的编号:
k,j
if（k<0||k>G->vernum||j<0||j>G->vernum）
景点编号不存在!
请重新输入出发点和目的地的编号:
k,j
if（k>=0&&k<顶点数目&&j>=0&&j<顶点数目）
flag=0;
}
逐个输出最短路径上的景点名字以及总路线长
}
6、求无向图的所有路径的算法的伪代码描述如下:
voidAllpath（mgraph*G）
{
intv,w,k,j,flag=1,
定义数组三维p[10][10][10],用于寻找任意两景点间路径中的景点，
定义二维数组D[10][10]用于存放两顶点间的路径长度;
while（flag）
{
输入出发点和目的地的编号k,j;
if（k<0||k>顶点数目||j<0||j顶点数目）
{
重新输入出发点和目的地的编号:
k,j;
}
D[v][w]=G->arcs[v][w].adj;//初始化数组D[v][w]
{
if（D[v][w]!
=A）如果这两个顶点间存在路径，则使p[v][w]为1，否则为0；
{
p[v][w]=1;
p[w][v]=1;
}
}
if（p[k][j]==1）
如果这两个景点间有路径，则输出路径中的所有景点和长度
}
7、增添路径的信息的算法的伪代码描述如下：
intenarc（mgraph&G）//增加路径
{
输入增加边的起始点v0，终点v1，及边的长度distance
G.arcs[v0][v1].adj=G.arcs[v0][v1].adj=distance;设置增加的路径长度；
}
8、增添景点的信息的算法的伪代码描述如下：
intenverx（mgraph&G）//增加结点
{
输入要添加的景点的信息：
包括编号，名称，简介
G.vernum++;增加一条边
G.arcs[i][G.vernum-1].adj=G.arcs[i][G.vernum-1].adj=A;//修改矩阵信息
return1;
}
9、删除路径的信息的算法的伪代码描述如下：
intDeleteplanArc（mgraph&G）//删除图一条边；
{
输入要删除的一条边对应的两个顶点v0,v1
调用locatevex函数找到这两个点的位置
更改边的信息
边数减少1；
}
10、删除景点的信息的算法的伪代码描述如下：
intDeleteVertex（mgraph&G）//删除景点
{
输入要删除的景点编号v
调用locatevex函数找到这个点的位置
if（m<0）
重新输入
if（m>0）
{
for（i=m;i<景点数G.vernum;i++）
{
更改景点的名称strcpy（G.vexs[i].name,G.vexs[i+1].name）;
更改顶点的简介strcpy（G.vexs[i].introduction,G.vexs[i+1].introduction）;
}
}
删除该景点所在矩阵的行
删除该景点所在矩阵的
G.vernum--;边数减少1
}
11、初始化导游图算法伪代码描述如下：
intinitgraph（mgraph&G）//校园导游图的初始化
{
设置景点数G.vernum=10;
设置路径数G.arcnum=15;
//初始化景点平面图
设置景点编号值，名称，简介
初始化边矩阵
}
12、打印无向图邻接矩阵算法的伪代码描述如下：
voidprintmatrix（mgraphG）//打印图的邻接矩阵；
{
根据路径的初始化信息
输出一个n行n列的矩阵（n是景点的个数），矩阵中的元素是路径的长度，
如果两景点间无长度，则输出0；
}
13、景点定位的算法的伪代码描述如下：
intlocatevex（mgraphc,intv）//景点的定位
{
传入要查找的顶点位置v
如果找到改点，返回改点
}
14、更新校园导游图景点信息算法的伪代码描述如下：
intnewgraph（mgraph&G）//更新景点的信息
{
输入更改的景点数n;
for（inti=0;i{
逐个输入景点的编号、景点的名称：
、景点的简介
}
输入更改的路径数n;
intdistance,v0,v1;
输入更新的路径的信息
for（i=0;i{
逐条输入起始景点编号v0、终点景点编号v1、路劲长度distance
}
}
四设计与调试分析
1.校园导游图景点介绍（输出各景点信息）：
应输出所有景点的信息，如下：
景点编号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
0
淮工主楼
淮海工学院标志建筑，楼高10层
1
计算机楼
计算机学院学生学习基地,楼高6层
2
行政楼
校领导日常工作之处，楼高5层"
3
图书馆
楼高5层，藏书逾十万
4
文通楼
文通楼，楼高6层，学生学习自习地点
5
文渊楼
文渊楼，楼高5层，教师办公室
6
大活中心
内设大量娱乐设施，学生周末娱乐场所
7
淮工西门
淮工西门是车站，学生在这里坐公交到达火车的站
8
实验楼
做实验的地点，楼高6层，内有大量先进实验仪器
9
体育馆
学生体育锻炼地点
实际输出的信息为：
操作成功，与预期结果一致。
2.打印校园导游图的邻接矩阵：
操作成功，与预期结果一致。
3、查询景点间最短路径：
比如：
20
15
查询景点1（计算机楼）和3（图书馆）之间的最短路径，预期结果应为：
计算机楼—>文通楼—>图书馆，
路径总长度为35
操作成功，与预期结果一致。
4、景点信息查询：
比如：
查询景点为1的景点信息，预期结果应为：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
1
计算机楼
计算机学院学生学习基地,楼高6层
与预期结果一致。
查询成功。
5、更改图的信息：
更改图信息主页面：
5.1重新建图
比如重新建一个有3个景点和3条路径的无向图：
景点信息分别为：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
0
计算机楼
信息中心
1
第一食堂
饮食中心
2
B#宿舍
男生宿舍
矩阵关系为：
0
15
25
15
0
50
25
50
0
与预期结果一致，重新建图成功。
5.2删除景点：
比如删除景点编号为1的景点：
则输出的矩阵中应失去原第一行第一列，
并且其信息不再出现在校园导游中：
删除景点前的图信息：
删除景点前的矩阵：
删除景点后的图的信息和矩阵：
与预期结果一致，删除景点成功。
5.3删除两景点间的路径：
比如删除编号为0和2的两景点间的路径，则打印出来的矩阵在第0行第2列和第2行第0列的值应为0。
删除路径前的矩阵：
删除路径后的矩阵：
与预期结果一致，删除路径成功。
5．4增加景点信息
比如增加一个景点，其信息为：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
10
A#7宿舍楼
计算机学院女生宿舍
对应的矩阵中应增加一行一列，第10行和第10列上所有元素都应为0，输出的图信息中最后应增加上述的信息。
增加景点前的图信息：
增加景点前的矩阵：
增加景点后的图信息和矩阵：
与预期结果一致，增加景点成功。
5.5增加一条路径
比如在景点0和4之间加一条长度为10的路径，则在第0行第4列与第4行第0列元素应为10。
增加路径前的矩阵：
增加路径后的矩阵：
与预期结果一致，增加路径成功。
5.6更新图信息
比如要更新一个景点和一条路径的信息，将景点信息：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
1
计算机楼
计算机学院学生学习基地,楼高6层
改为：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
1
B#8
男生宿舍
更改顶点编号为0和3路径长度，路径由30改为15。
更改后的图中编号为1的信息应变为：
景点序号（position）
景点名称（name）
景点介绍（intoduction）
1
B#8
男生宿舍
矩阵中第0行第3列和第3行第0列元素应由30变为15.
更改景点前的图信息：
更改路径前的矩阵：
更新后的图信息和矩阵：
6、查找两顶点间的所有路径
比如查找1,3两点间的所有路径，所有路径为：
五用户手册
1、进入本系统后，随即显示系统主菜单页面。
用户可在此菜单下输入各子菜单对应的数字，并按回车键，执行相应的子菜单命令。
2、查询、修改、增加、删除景点以及景点间的路径，都是通过输入景点的编号来实现的，进入主菜单时，用户最好先选择“1、学校景点介绍”和“2、打印邻接矩阵”，方便用户了解景点信息以及路径信息。
六测试成果
操作主界面
查看淮工景点平面图
打印无向图邻接矩阵
查询两顶点间的最短路径
按编号查询景点信息
查询两顶点间的所有路径：
更改图信息：
退出系统
七附录（源程序清单）
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#definemax_ver_num20
#defineOK1
#defineFALSE0
#defineError-1
#defineA1000
#defineTRUE1
typedefstructarcnode//设置边的权值信息
{
intadj;//路径权值
}arcnode,adjarcs[max_ver_num][max_ver_num];
typedefstructverdata//设置景点信息
{
intposition;
charname[60];
charintroduction[1000];
}verdata;
typedefstructmgraph
{
verdatavexs[max_ver_num];
adjarcsarcs;
intvernum,arcnum;
}mgraph;
//全局变量
intvisited[20];
intd[35];
mgraphg;
intinitgraph（mgraph&G）//校园导游图的初始化
{
inti,j;
G.vernum=10;
G.arcnum=20;
//初始化景点平面图
for（i=0;iG.vexs[i].position=i;
strcpy（G.vexs[0].name,"淮工主楼"）;
strcpy（G.vexs[1].name,"计算机楼"）;
strcpy（G.vexs[2].name,"行政楼"）;
strcpy（G.vexs[3].name,"图书馆"）;
strcpy（G.vexs[4].name,"文通楼"）;
strcpy（G.vexs[5].name,"文渊楼"）;
strcpy（G.vexs[6].name,"大活中心"）;
strcpy（G.vexs[7].name,"淮工西门"）;
strcpy（G.vexs[8].name,"实验楼"）;
strcpy（G.vexs[9].name,"体育馆"）;
strcpy（G.vexs[0].introduction,"淮海工学院标志建筑，楼高10层"）;
strcpy（G.vexs[1].introduction,"计算机学院学生学习基地,楼高6层"）;
strcpy（G.vexs[2].introduction,"校领导日常工作之处，楼高5层"）;
strcpy（G.vexs[3].introduction,"楼高5层，藏书逾十万"）;
strcpy（G.vexs[4].introduction,"文通楼，楼高6层，学生学习自习地点"）;
strcpy（G.vexs[5].introduction,"文渊楼，楼高5层，教师办公室"）;
strcpy（G.vexs[6].introduction,"内设大量娱乐设施，学生周末娱乐场所"）;
strcpy（G.vexs[7].introduction,"淮工西门是车站，学生在这里坐公交到达火车的站"）;
strcpy（G.vexs[8].introduction,"做实验的地点，楼高6层，内有大量先进实验仪器"）;
strcpy（G.vexs[9].introduction,"学生体育锻炼地点"）;
//初始化边矩阵
for（i=0;ifor（j=0;jG.arcs[i][j].adj=A;
G.arcs[0][1].adj=15;
G.arcs[0][2].adj=25;
G.arcs[0][3].adj=30;
G.arcs[1][4].adj=15;
G.arcs[1][7].adj=20;
G.arcs[1][9].adj=40;
G.arcs[2][5].adj=10;
G.arcs[2][8].adj=15;
G.arcs[3][6].adj=30;
G.arcs[3][8].adj=20;
G.arcs[4][7].adj=10;
G.arcs[4][9].adj=60;
G.arcs[5][8].adj=25;
G.arcs[6][8].adj=50;
G.arcs[7][9].adj=35;
G.arcs[4][5].adj=20;
G.arcs[5][6].adj=25;
G.arcs[5][7].adj=30;
G.arcs[6][7].adj=15;
G.arcs[6][9].adj=20;
G.arcs[7][8].adj=40;
G.arcs[8][9].adj=10;
G.arcs[2][9].adj=15;
G.arcs[3][9].adj=30;
G.arcs[3][4].adj=20;
G.arcs[4][8].adj=10;
G.arcs[4][5].adj=60;
G.arcs[5][9].adj=25;
G.arcs[1][8].adj=50;
G.arcs[1][7].adj=35;
fo
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