数据结构课程设计.docx
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数据结构课程设计
数据结构课程设计
学校：
江苏科技大学苏州理工学院
专业：
计算机科学与技术专业
学号：
姓名：
1、集合的并、交和差运算
（一）设计题目
【问题描述】编制一个能演示执行集合的并、交和差运算的程序。
【基本要求】
（1）集合的元素限定为小写字母字符[‘a’..’z’]。
（2）演示程序以用户和计算机的对话方式执行。
【实现提示】以链表表示集合。
【选作内容】
（1）集合的元素判定和子集判定运算。
（2）求集合的补集。
（3）集合的混合运算表达式求值。
（4）集合的元素类型推广到其他类型，甚至任意类型。
（二）需求分析
LinkList（）;//建立只有头结点的空链表
LinkList（DataTypea[],intn）;//建立有n个元素的单链表
~LinkList（）;//析构函数
voidPrintList（）;//按序号输出各元素
voidjiaoji（Node*A,Node*B）;//交运算
voidbingji（Node*A,Node*B）;//并运算
voidInsertSort（charr[],intn）;//直接插入排序
（三）概要设计
在做第一题集合运算时，我通过有序单链表实现集合的交运算，并运算，差运算。
首先，我要对集合中的元素用有序单链表进行存储。
我首先通过直接插入排序对数组进行排序，使数组升序排列（因为我使用尾插法建立有序链表）。
在计算交集时，只需要查找单链表A和单链表B中相同的元素并保留在单链表A中。
由于用有序单链表表示集合，所以判断元素是否在B中不需要遍历表B，而是从上次搜索到的位置开始，若搜索过程中，遇到一个其值比该元素大的结点，便可以断定该元素不在该链表中，为此需设两指针p,q分别指向当前被比较的两个结点，会出现以下三种情况：
1若p->data>q->data,说明还未找到，需在表B中继续查找。
2若p->datadata,说明B中无此值，处理表A中的下一个结点。
3若p->data==q->data,说明找到了公共元素。
同理，求并运算时，只需对单链表B中的每一个元素x,在单链表A中进行查找，若存在和x不相同的元素，则将该结点插入单链表A中。
求差运算时，只需对单链表B中的每个元素x，在单链表A中查找，若存在与x相同的结点，则将该结点从单链表A中删除。
（四）详细设计
#ifndefLinkList_H
#defineLinkList_H
template
structNode
{DataTypedata;Node*next;};
template
classLinkList
{
public:
LinkList（）;LinkList（DataTypea[],intn）;
~LinkList（）;voidPrintList（）;Node*first;
};
#endif
#include
usingnamespacestd;
#include"LinkList.h"
template
LinkList:
:
LinkList（）
{first=newNode;first->next=NULL;}
template
LinkList:
:
LinkList（DataTypea[],intn）
{
Node*r,*s;
first=newNode;r=first;
for（inti=0;i{s=newNode;s->data=a[i];r->next=s;r=s;}
r->next=NULL;
}
template
LinkList:
:
~LinkList（）
{
Node*q=NULL;
while（first!
=NULL）
{q=first;first=first->next;deleteq;}
}
template
voidLinkList:
:
PrintList（）
{
Node*p=first->next;
while（p!
=NULL）
{cout<data<<"";p=p->next;}
cout<}
template
//要查找单链表A和单链表B中相同的元素并保留在单链表A中。
voidjiaoji（Node*A,Node*B）//交运算
{
Node*pre,*p,*q;
pre=A;p=A->next;q=B->next;
while（p!
=NULL&&q!
=NULL）
{
if（p->datadata）
{pre->next=p->next;deletep;p=pre->next;}
elseif（p->data>q->data）q=q->next;
else{p=p->next;q=q->next;pre=pre->next;}
}
}
template
//对单链表B中的每个元素x，在单链表A中查找，若存在与x相同的结点，则将该结点从单链表A中删除。
voidchaji（Node*A,Node*B）//A-B
{
Node*pre,*p,*q;
pre=A;p=A->next;q=B->next;
while（p!
=NULL&&q!
=NULL）
{
if（p->datadata）
{p=p->next;pre=pre->next;}//始终保证p=pre->next;
if（p->data>q->data）q=q->next;
if（p->data==q->data）
{pre->next=p->next;deletep;p=pre->next;q=q->next;}
}
}
template
//对单链表B中的每一个元素x,在单链表A中进行查找，若存在和x不相同的元素，则将该结点插入单链表A中
voidbingji（Node*A,Node*B）
{
Node*pre,*p,*q;
Node*s=NULL;
pre=A;p=A->next;q=B->next;
while（p!
=NULL&&q!
=NULL）
{
if（p->data>q->data）
{s=newNode;s->data=q->data;s->next=pre->next;//p=pre->next;
pre->next=s;pre=s;q=q->next;
}
elseif（p->datadata）//p=pre->next;
{
p=p->next;pre=pre->next;
if（p==NULL&&q!
=NULL）{pre->next=q;p=q;}
}
elseif（p->data==q->data）
{
p=p->next;q=q->next;pre=pre->next;
if（p==NULL&&q!
=NULL）{pre->next=q;p=q;}
}
}
}
voidInsertSort（charr[],intn）
{
for（inti=1;i{
r[n]=r[i];//设置哨兵
for（intj=i-1;r[n]=0;j--）
{r[j+1]=r[j];}
r[j+1]=r[n];
}
}
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#include"LinkList.cpp"
voidmain（）
{
cout<<"注意，输入的字符串必须为小写字母，且不出现重复字母！
"<charr1[100],r2[100];
cout<<"请输入字符串:
"<cout<<"请输入字符串:
"<intk1=strlen（r1）;intk2=strlen（r2）;InsertSort（r1,k1+1）;InsertSort（r2,k2+1）;
LinkListL1（r1,k1+1）;//尾插法LinkListL2（r2,k2+1）;
cout<<"输出:
"<cout<<"建立有序链表:
";L1.PrintList（）;cout<<"建立有序链表:
";L2.PrintList（）;
cout<<"1.交集."<cout<<"3.差集."<"<intchoice;cin>>choice;
if（choice>0&&choice<4）
switch（choice）
{
case1:
cout<<"交运算:
"<L1.PrintList（）;cout<case2:
cout<<"并运算"<L1.PrintList（）;cout<case3:
cout<<"差运算"<L1.PrintList（）;cout<}
}
2、病人就医管理
（一）设计题目
【问题描述】病人到医院看病，排队看医生的情况，在病人排队过程中，主要发生两件事：
（1）病人到达诊室，将病历本交给护士，排到等待队列中候诊。
（2）护士从等待队列中取出一位病人的病历，该病人进入诊室就诊。
试为医院编制按上述要求进行管理的模拟程序。
【基本要求】程序采用菜单方式，其选项及功能说明如下：
（1）排队------输入病人的病历号，加入到病人排队队列中
（2）就诊-------病人排队队列中最前面的病人就诊，并将其从队列中删除。
（3）查看排队------从队首到队尾列出所有的排队病人的病历号。
（4） 下班---------退出运行。
（二）需求分析
patient（）;//无参构造函数
patient（char*num）;//带参构造函数
patient（constpatient&per）;//拷贝构造函数
~patient（）;//折构函数
voiddisplay（）;//显示病人病历
voidinput（）;//输入病人病历
（三）概要设计
注意点:
在做第二题病人就医管理时，我采用的数据结构是队列，利用其先进先出的特性，病人取病历号时进队，就诊时出队。
判断对空的条件是front==rear.
（四）详细设计
#include
#include
usingnamespacestd;
classpatient//定义病人这一个类
{//病历号
public:
char*number;patient（）;//无参构造函数
patient（char*num）;//带参构造函数patient（constpatient&per）;//拷贝构造函数
~patient（）;//折构函数voiddisplay（）;//显示病人病历
voidinput（）;//输入病人病
};
patient:
:
patient（）
{number=NULL;}
patient:
:
patient（char*num）
{
if（num）
{
number=newchar[strlen（num）+1];//避免浅拷贝,将病历号拷贝
strcpy（number,num）;
}
}
patient:
:
patient（constpatient&per）//拷贝构造函数
{
if（per.number）
{
number=newchar[strlen（per.number）+1];
strcpy（number,per.number）;
}
}
patient:
:
~patient（）//折构函数
{if（number）delete[]number;}
voidpatient:
:
display（）//输出病人病历号
{cout<<"病历号:
"<voidpatient:
:
input（）//输入病人病历号
{
charnum[10];
cout<<"输入病历号:
";
cin>>num;
if（number）delete[]number;
number=newchar[strlen（num）+1];strcpy（number,num）;
}
constintN=10;
voidOutput（patient*a）;//出队voidInput（patient*a）;//入队
intjiuzhen（patient*a）;intchakanpaidui（patient*a）;voidend（patient*a）;
intfront=0,rear=1,z=10;
voidInput（patient*a）
{
a[front].input（）;front++;z--;
cout<<"还有"<<（z）<<"名排队等待名额"<}
intjiuzhen（patient*a）
{
if（rear<=front）
{
cout<<"请"<"<rear++;z++;//有人就诊，增加一排队名额
cout<<"还有"<<（z）<<"排队等待名额"<}
Elsecout<<"现在没有病人救诊!
"<return0;
}
intchakanpaidui（patient*a）
{
if（rear==front+1）
{
cout<<"现在没有病人排队!
"<}
else
{
cout<<"正在排队中的病人:
"<for（inti=rear-1;ia[i].display（）;
}
return0;
}
intend（）
{
if（rear==front+1）//队空
{
cout<<"可以下班了!
"<return0;
}
else
{
cout<<"还有病人，不可以下班!
"<return1;
}
}
intmain（）
{
patienta[N];//定义病人数组
intchoice;//读入选项
cout<<"病人就医管理"<cout<<"你好，欢迎登陆病人管理系统!
"<cout<<"1.排队--输入病人的病历号，加入到病人的排队队列中。
"<cout<<"2.就诊--病人排队队列中最前面的病人就诊，并将其从队列中删除。
"<cout<<"3.参看排队--从队首到队尾列出所有的排队病人的病历号。
"<cout<<"4.下班?
"<cout<<"5.结束调试。
"<cout<cout<<"医院排队区仅限10人"<do
{
cout<<"请选择:
";
cin>>choice;
if（choice>0&&choice<=5）
switch（choice）
{
case1:
Input（a）;break;
case2:
jiuzhen（a）;break;
case3:
chakanpaidui（a）;break;
case4:
end（）;break;
}
else
{
cout<<"输入错误，请重新输入!
"<}
cout<}while（choice!
=5）;
return0;
}
3、校园导游咨询
（一）设计题目
【问题描述】设计一个校园导游程序，为来访的客人提供各种信息查询服务。
【基本要求】
（1）设计学校的校园平面图，所含景点不少于10个，以图中顶点表示校内各景点，存放景点名称、代号、简介等信息；以边表示路径，存放路径长度等相关信息。
（2）为来访客人提供图中任意景点相关信息的查询。
（3）为来访客人提供景点的问路查询，即已知一个景点，查询到某景点之间的一条最短路径及长度。
（二）需求分析
Grahp（inte[vertexNum][vertexNum],intv[vertexNum]）;//初始化图的邻接矩阵
intshortest_way（ints,intd）;//求最短路径
intBFS（ints,intd）;//广度优先算法
（三）概要设计
第三题校园导游咨询用到了图结构，这一题蛮有难度的，这一题我采用了邻接矩阵存储各顶点，在查找最小路径时，我使用了Dijkstra算法，辅助数组dist[n];元素dist[n]表示当前所找到的从源点v到终点vi的最短路径长度。
辅助数组path[n]:
元素path[i]是一个串，表示当前所找到的从源点v到终点vi的最短路径。
数组s[n]：
存放源点和已生成的终点，初始态只有一个源点v.我采用的基本思路是：
1.初始化数组dist,path和s;
2.While（s中元素个数2.1在dist[n]中求最小值，其编号为k;
2.2输出dist[k]和path[k];
2.3修改数组dist和path;
2.4将顶点k添加到数组s中；
（四）详细设计
#include
usingnamespacestd;
constintvertexNum=10;
constintMAX=10000;//表示大于所有边上权值的数
intdefault_e[vertexNum][vertexNum]={0,100,150,MAX,100,400,MAX,MAX,MAX,MAX,
100,0,MAX,MAX,MAX,MAX,MAX,MAX,MAX,400,
150,MAX,0,100,MAX,MAX,50,MAX,MAX,MAX,
MAX,MAX,100,0,MAX,MAX,MAX,200,100,200,
100,MAX,MAX,MAX,0,250,MAX,MAX,MAX,MAX,
400,MAX,MAX,MAX,250,0,100,300,MAX,MAX,
MAX,MAX,50,MAX,MAX,100,0,MAX,MAX,MAX,
MAX,MAX,MAX,200,MAX,300,MAX,0,150,MAX,
MAX,MAX,MAX,100,MAX,MAX,MAX,150,0,150,
MAX,400,MAX,200,MAX,MAX,MAX,MAX,150,0};
//初始化邻接矩阵10*10
intdefault_v[vertexNum]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
/************定义景点结构体**********/
structview_spot_node
{
charname[vertexNum];
intcodename;//代号
view_spot_nodeoperator=（view_spot_node&v）//重载等号运算符,形参是一个view_spot_node结构体类型的引用
{
codename=v.codename;
for（inti=0;iname[i]=v.name[i];
returnv;
}
};
/********输入代号及景点名字*********/
view_spot_nodedefault_vsn[vertexNum]={"景点A",1,"景点B",2,"景点C",3,"景点D",4,"景点E",5,"景点F",6,"景点G",7,"景点H",8,"景点I",9,"景点J",10};
/*************图结构***********/
classGrahp
{
public:
Grahp（inte[vertexNum][vertexNum],intv[vertexNum]=default_v）;//定义边和结点（首地址）
intshortest_way（ints,intd）;//求最短路径intstore_v[vertexNum];//存储结点
intdistance[vertexNum];//声明距离的数组
private:
intBFS（ints,intd）;//广度优先算法voidstore（intd）;
intedge[vertexNum][vertexNum];//存储边intvertex[vertexNum];//顶点数组
intvisited[vertexNum];//将为访问的顶点的
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