学号姓名C语言程序设计实训课程设计报告.docx
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学号姓名C语言程序设计实训课程设计报告
齐鲁工业大学信息学院
《数据结构》课程设计报告
题目：
图书管理系统
专业班级：
计科（外包）15-2
学号：
1063
姓名：
杨朔蓬
时间：
一、需求分析
1.本演示程序中，堆中元素为整数，堆的大小无限制，堆的输入方式与整型数组输入相同，本程序主要是利用堆排序原理进行设计，实现对输入数据的排序和最大元的输出。
2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“提示信息”之后，由用户在键盘上输入演示程序中规定的运行命令；相应的输入数据和运算结果显示在其后。
3.程序执行命令包括：
1）新建大根堆
2）输出最大元素
3）插入元素至大根堆
4）输出大根堆数组
5）输出大根堆（按行）
6）销毁堆
二、概要设计
1.抽象数据类型定义
ADTHeapSort{
数据对象:
D={ai|ai属于Elemset，i=1,2,3........,n,n=>0};
数据关系：
R1={ai=>a2i;ai=>a2i+1}；
基本操作：
Init_Sq（&L）
操作结果：
新建一个堆
InitSq（&L）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
将输入整数插入到大根堆中
HeapAdjust（SqList&L,ints）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
把s调到堆中合适位置
HeapSort（&L）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
无序数列调整为一个大顶堆
DelMax（&L）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
取出最大元素
DeleteHeap（&L）
操作结果：
销毁堆
PutList（L）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
按行输出堆中元素
Load_sq（L）
初始条件：
堆已存在
操作结果：
输出堆数组
}ADTHeapSort
三、详细设计
#include
#include
typedefstruct{
int*key;
intlength;
}SqList;
voidLoad_sq（SqListL）{//打印堆数组
inti;
if（L.length）{
printf（"堆数组为\n:
"）;
for（i=1;i<=L.length;i++）
printf（"%d",L.key[i]）;
printf（"\n"）;
}
elseprintf（"堆为空!
!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
voidPutList（SqListL）{//按行打印堆
inth=0,sum=0,item=1;
inti,j,cnt=1,tmp=1;
if（L.length）{
while（sumsum+=item;
h++;
item*=2;
}
printf（"\n------------------------\n"）;
printf（"堆中元素：
\n"）;
for（i=0;iprintf（"第%d行元素",i+1）;
for（j=0;jprintf（"%d",L.key[cnt++]）;
printf（"\n"）;
tmp*=2;
}
printf（"\n"）;
}
elseprintf（"堆为空!
!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
voidHeapAdjust（SqList*L,ints）{//调整堆
intj;
L->key[0]=L->key[s];
for（j=2*s;j<=L->length;j*=2）{
if（（jlength）&&（L->key[j]key[j+1]））
j++;
if（L->key[0]>=L->key[j]）
break;
L->key[s]=L->key[j];
s=j;
}
L->key[s]=L->key[0];
}
voidHeapSort（SqList*L）{//建立大顶堆
inti;
for（i=L->length/2;i>0;i--）
HeapAdjust（L,i）;
}
intInit_Sq（SqList*L）{//新建堆
inti;
printf（"请输入初始堆的长度:
"）;
scanf（"%d",&L->length）;
L->key=（int*）malloc（（L->length+1）*sizeof（int））;
if（!
L->key）exit
（1）;
printf（"请输入初始堆的各个元素\n:
"）;
for（i=1;i<=L->length;i++）
scanf（"%d",&L->key[i]）;
HeapSort（L）;
printf（"新建堆成功!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
return1;
}
voidInitSq（SqList*L）{//插入元素
inta,i,*newkey;
intlen=L->length+1;
printf（"请输入插入元素个数:
"）;
scanf（"%d",&a）;
L->length+=a;
newkey=（int*）realloc（L->key,（L->length+1）*sizeof（int））;
if（!
newkey）exit
（2）;
L->key=newkey;
printf（"请输入初始堆的各个元素\n:
"）;
for（i=len;i<=L->length;i++）
scanf（"%d",&L->key[i]）;
HeapSort（L）;
printf（"插入元素成功!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
voidDelMax（SqList*L）{//删除最大元
if（L->length）{
printf（"最大元素为:
%d\n",L->key[1]）;
L->key[1]=L->key[L->length];
L->length--;
HeapAdjust（L,1）;
}
elseprintf（"堆为空!
!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
intDeleteHeap（SqList*L）{
if（L->length）{
free（L->key）;
L->length=0;
L=NULL;
printf（"销毁完成!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
return1;
}
else{
printf（"已为空，无需销毁!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
return0;
}
}
voidmenu（）{
printf（"*****************************\n"）;
printf（"#1、新建大根堆#\n"）;
printf（"#2、输出最大元素#\n"）;
printf（"#3、插入元素至大根堆#\n"）;
printf（"#4、输出大根堆数组#\n"）;
printf（"#5、输出大根堆（按行）#\n"）;
printf（"#6、销毁堆#\n"）;
printf（"#7、退出#\n"）;
printf（"*****************************\n"）;
printf（"请选择\n:
"）;
}
voidmenu_2（）{
printf（"**********************************\n"）;
printf（"*1、从堆中删除后输出*\n"）;
printf（"*2、直接输出*\n"）;
printf（"**********************************\n"）;
printf（"请选择\n:
"）;
}
intmain（）
{
inti,j;
SqListL;
L.length=0;
while
（1）{
menu（）;
scanf（"%d",&i）;
switch（i）{
case1:
Init_Sq（&L）;
break;
case2:
menu_2（）;
scanf（"%d",&j）;
if（j==1）DelMax（&L）;
elseif（j==2）{
if（L.length）
printf（"最大元素为:
%d\n",L.key[1]）;
else
printf（"堆为空!
!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
break;
case3:
InitSq（&L）;
break;
case4:
Load_sq（L）;
break;
case5:
PutList（L）;
break;
case6:
DeleteHeap（&L）;
break;
case7:
return0;
default:
printf（"无此项!
!
!
\n"）;
system（"pause"）;
system（"cls"）;
}
}
}
函数调用关系：
Main
Menumenu_2Init_SqInitSqDelMaxLoad_sqPutListDeleteHeap
HeapSortHeapAdjust
SqList
四、调试分析
在编程过程中遇到很多问题，比如函数之间参数的传递，刚开始总搞不清楚应该传递什么样的参数，还有在设计堆的筛选中，总是搞不清楚应该怎样筛选，后来经过查阅资料解决了这些问题，程序顺利执行。
执行过程中发现了一些bug，比如在堆为空时执行输出程序会崩溃，这些bug已经顺利解决了。
五、用户手册
1.本程序运行环境为dos操作系统，执行文件为Heap.exe。
2.进入演示程序即显示文本方式的用户界面：
3.选择相应的选项即可进行操作。
六、测试结果
执行命令1：
执行命令2：
执行命令3：
执行命令4：
执行命令5：
执行命令6：
执行命令7：
退出
七、附录
源程序文件名
Heap.c//主程序
八、总结与心得
在本次程序设计中，运用了堆排序的基本原理，在编程的过程中，首先要了解大顶堆的定义，以及如何利用堆排序的原理进行排序，合理的设计筛选模块，先从主函数开始，正确使用特殊语句，以及关键字，在这过程要用到for、while、switch循环语句，最重要的就是要写出正确的判断语句，搞清楚程序的结
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