人类族谱管理系统设计报告.docx
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人类族谱管理系统设计报告
人类族谱管理系统设计报告
软件学院
综合训练项目报告书
课程名称数据结构
项目名称人类家谱管理系统
专业班级软件13-3班
组别第五组
成员张伟竹王雨柔何惠民
任课教师孙宁
1.设计时间………………………………………………………………1
2.设计任务………………………………………………………………1
3.设计内容………………………………………………………………1
3.1问题分析…………………………………………………………….1
3.2程序设计……………………………………………………………3
3.3测试与分析………………………………………………………..10
3.3.1测试………………………………………………………..……10
3.3.2分析………………………………………………………..……14
3.4代码………………………………………………………………..14
4.总结与展望………………………………………………………….21
5.参考文献…………………………………………………………….22
1设计时间
12月16日——1月6日
2设计任务
树形结构是一种非常重要的非线性结构，它用于描述数据元素之间的层次关系，人类家谱是树形结构的典型体现，经过此项训练让学生掌握树形结构的知识；使学生重点掌握树与二叉树的转换，二叉树的存储和遍历；此项训练要求构造一棵家谱树，并完成任意成员的查找。
3设计内容
3.1问题分析
1.程序所能达到的功能，见功能模块图（图3-1）。
（1）输入家族始祖信息，初始化（或创立）一个家族族谱树。
（2）输入要添加人信息，插入新的家族成员。
（3）输入要查找人姓名，对家族成员进行查找。
（4）输入要修改人姓名，修改某一个家族成员信息。
2.输入的形式和输出的形式。
输入和输出的姓名能够是中文也能够是英文，变量名为char类型，且最多不得多余20字符，对于某一个人所处代数为数字，变量名为int类型，对输入输出的性别，本设计要求是M或F表示，故必须是英文，为char类型的变量。
3.存储结构设计思想。
本项目设计采用孩子兄弟链表（二叉链表）方式存储信息，包含一个data域和两个指针域，其中data域又为一个结构体类型，存储某一个人的信息，而对于指针域，一个为child域，指向此人的孩子，另一个为brother域，指向此人的兄弟姐妹，形成如下存储结构，见图3-2。
4.测试数据。
首先，创立一个家谱，输入始祖的姓名及性别，然后根据菜单要求输入要选择的步骤，本次测试以三代人的家谱为例，输入三代人的姓名及性别，三代人各查找一次，修改某一代人姓名（或性别）后，查找修改人信息，以验证本程序是否正确，最后退出族谱管理系统。
当家谱中成员存在时，显示初始化、添加、修改成功等信息。
当家谱中不存在此成员时，系统提示信息有误，要求重新输入所要添加、查找或修改人的信息。
图3-1功能模块图
图3-2存储结构图
3.2程序设计
1.本程序中用到的所有抽象数据类型的定义及实现。
（1）定义一个data存储结构，存放个人信息。
typedefstructnode
{
charname[MAX];//姓名
charsex;//性别
intgeneration;//代
}node;
（2）此处采用孩子兄弟链表法，定义一个结构体存放各代人信息。
typedefstructtreenode
{
structnodel;//家谱中直系家属
structtreenode*brother;//用来指向兄弟
structtreenode*child;//用来指向孩子
}treenode;
（3）定义一个指针变量，为treenode类型，指向各代人信息。
treenode*root;//root是指向结构体treenode的指针
（4）主要函数列表及说明，见表3-1。
表3-1主要函数列表及说明
函数名及其类型
函数功能
参数及其类型
参数功能
InitTree
void型，无返回值
创立一个家族族谱
charb[MAX],c
inta
数组参数b[MAX]存放姓名；参数c代表性别；参数a代表此人是第几代人
Add
void型，无返回值
添加家谱新成员
inta
Treenode*m,*n
Treenode*t
参数a接收搜索到的代数；m，n，t为三个treenode类型的指针变量，将搜索到的个人信息赋给m，n，t
Search
void型，无返回值
查找家谱成员信息
chard[MAX]
treenode*n
数组参数d[MAX]用于存放姓名；n为treenode类型的指针变量，将搜索到的个人信息赋给n
Change
void型，无返回值
修改家谱成员信息
chara[MAX],c
charr[MAX]
treenode*n
inti
数组参数a[MAX]存放要修改人的姓名；数组参数r[MAX]存放修改后的姓名；c代表修改的性别；n为treenode类型的指针变量，将搜索到的个人信息赋给n
2.主程序的流程图及函数的调用关系图。
（1）主函数流程图，见图3-3。
图3-3主函数流程图
（2）创立函数流程图，见图3-4。
图3-4创立函数流程图
（3）查找函数流程图，见图3-5。
图3-5查找函数流程图
（4）添加函数流程图，见图3-6。
图3-6添加函数流程图
（5）修改函数流程图，见图3-7。
图3-7修改函数流程图
（6）函数关系调用图，见图3-8。
图3-8函数关系调用图
3.主要函数伪码算法。
（1）创立函数伪码。
begin
free（root）
root（treenode*）malloc（sizeof（treenode））
print“输入始祖姓名及性别：
”
inputb,c
1=>a
NULL=>root->child
NULL=>root->brother
children（root,b,c,a）
print“家谱初始化成功！
”
end
（2）添加函数伪码。
begin
print“请输入要添加子女的上一代人姓名：
”
inputd
search（root,d）=>n
generation（root,d）=>a
while（n==NULL）
{
print“此人不存在，请重新输入！
”
inputd
search（root,d）
}
if（n->child==NULL）
{
print“输入孩子的姓名及性别：
”
inputb,c
a+1=>a
search（root,b）=>m
if（m!
=NULL）
print“出现重名，添加失败！
”
else
{
（treenode*）malloc（sizeof（treenode））=>n->child
NULL=>n->child->brother
NULL=>n->child->child
children（n->child,b,c,a）
print“家谱成员添加成功！
”
}
else
{
n->child=>n
while（n->brother!
=NULL）
{
n->brother=>n
print“输入孩子的姓名及性别：
”
inputb,c
a+1=>a
search（root,b）=>m
if（m!
=NULL）
print“出现重名，添加失败！
”
else
{
（treenode*）malloc（sizeof（treenode））=>t
children（t,b,c,a）
NULL=>t->brother
NULL=>t->child
t=>n->brother
print“家谱成员添加成功！
”
}
}
}
end
（3）查找函数伪码。
begin
print“输入要查找人姓名：
”
inputd
search（root,d）=>n
while（n==NULL）
{
print“此人不存在，请重新输入姓名：
”
inputd
search（root,d）=>n
}
output（n）
end
（4）修改函数伪码。
begin
print“输入要修改人的姓名：
”
inputa
search（root,a）=>n
while（n==NULL）
{
print“此人不存在，请重新输入姓名：
”
inputa
search（root,a）=>n
}
inputr,c
0=>i
while（i{
r[i]=>r->l.name[i]
i+1=>i
}
c=>n->l.sex
print“家谱成员信息修改成功！
”
end
3.3测试与分析
3.3.1测试
1.开始
进入菜单选择界面
2.运行过程
（1）当输入信息正确时
初始化（创立）一个家谱
添加家族成员
查找家族成员信息
修改家族成员信息
查找修改的成员信息
（2）当输入错误信息时，系统做出提示，请求重新输入成员信息
添加输入错误信息时
查找输入错误信息时
修改输入错误信息时
查找修改人原名，系统提示不存在
3.结束
退出系统
3.3.2分析
从算法的设计、效率以及实用性上来说：
总的来讲，设计不是很严谨，实际生活中的人类家族族谱是有配偶信息的，而且个人信息中不但包含姓名、性别、双亲、子女，还应该有出生日期、死亡日期、籍贯等信息的。
可是在本程序中，大部分信息没有记录族谱中，这是本设计的缺陷所在，故实用性并不高。
可是，本设计也有其优点所在，就是有错误信息提示，不论是在添加成员信息，还是查找、修改成员信息时，当输入姓名不存在时，系统会给出错误信息提示，要求重新输入此人姓名。
另外，本程序设计了指针搜索函数，便于搜索孩子和双亲信息
从改进设想上：
本程序设计的设计思想是很简单的，为了能够将家族成员信息记录全面，在存放个人信息的结构体中添加一部分信息，比如此人的出生日期、死亡日期、籍贯等，在存放各代人信息时，添加一个结构体类型的变量，用于存放配偶的信息，以便实现对此人配偶信息的存储，提高实用性。
3.4代码
#include
#include
#include
#include
#defineMAX10
typedefstructnode//定义data存储结构，存放个人信息
{
charname[MAX];//姓名
charsex;//性别
intgeneration;//代
}node;
typedefstructtreenode//创立结构体
{
structnodel;//家谱中直系家属
structtreenode*brother;//用来指向兄弟
structtreenode*child;//用来指向孩子
}treenode;
treenode*root;//root是指向结构体treenode的指针
treenode*search（treenode*p,charch[]）//搜索指针函数，搜索需要修改和获得的结点，输入头指针，姓名
{
treenode*q;
if（p==NULL）returnNULL;//没有家谱，头指针下为空
if（strcmpi（p->l.name,ch）==0）//比较姓名，看是否重名或是否存在
returnp;//家谱不为空，头指针下有这个人
if（p->brother）
{
q=search（p->brother,ch）;//在兄弟中找
if（q）
returnq;//找到
}
if（p->child）
{
q=search（p->child,ch）;//在孩子中找
if（q!
=NULL）
returnq;//找到
}
returnNULL;//没有找到
}
treenode*parent（treenode*p,treenode*q,int*flag）//搜索双亲的指针函数，经过parent函数得到双亲结点。
用flag标志，-1为左孩子，1为右孩子
{
if（p==NULL）returnNULL;//没有家谱，头指针下为空
if（p->child==NULL）
{
flag=0;
returnNULL;
}
else
{
if（p->brother==q）
{
*flag=1;
returnp;
}
else
{
if（p->child==q）
{
*flag=-1;
returnp;
}
else
{
if（p->brother!
=NULL）
{
parent（p->brother,q,*&flag）;
}
if（p->child!
=NULL）
{
parent（p->child,q,*&flag）;
}
}
}
}
returnp;
}
intgeneration（treenode*p,charch[]）//获得搜索到的成员的代的返回值
{
treenode*q;
if（p==NULL）return0;
if（strcmpi（p->l.name,ch）==0）//比较姓名，看是否重名或是否存在
returnp->l.generation;//家谱不为空，头指针下有这个人
if（p->brother）
{
q=search（p->brother,ch）;//在兄弟中找
if（q）
returnq->l.generation;//找到
}
if（p->child）
{
q=search（p->child,ch）;//在孩子中找
if（q!
=NULL）
returnq->l.generation;//找到
}
return0;
}
voidchildren（treenode*p,charb[],charc,intd）//建立家谱孩子结点，创立结点并对l赋值保存
{
inti;
for（i=0;ip->l.name[i]=b[i];
p->l.sex=c;
p->l.generation=d;
}
voidoutput（treenode*n）//搜索到数据的输出
{
treenode*t=NULL;
printf（"此人姓名:
%s性别%c为第%d代\n",n->l.name,n->l.sex,n->l.generation）;
printf（"\n"）;
printf（"此人的子女:
"）;//子女输出
if（n->child==NULL）
{
printf（"此人无子女!
"）;
}
else
{
if（n->child->brother==NULL）
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",n->child->l.name,n->child->l.sex）;
}
else
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",n->child->l.name,n->child->l.sex）;
t=n->child->brother;
while（t!
=NULL）
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",t->l.name,t->l.sex）;
t=t->brother;
}
}
}
printf（"\n"）;
printf（"此人的同辈成员:
"）;//同辈输出
if（n->brother==NULL）
{
printf（"此人无同辈成员!
"）;
}
else
{
if（n->brother->brother==NULL）
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",n->brother->l.name,n->brother->l.sex）;
}
else
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",n->brother->l.name,n->brother->l.sex）;
t=n->brother->brother;
while（t!
=NULL）
{
printf（"姓名:
%s性别:
%c\t",t->l.name,t->l.sex）;
t=t->brother;
}
}
}
}
voidInitTree（）//初始化（创立）
{
charb[MAX],c;
inta;
printf（"请输入始祖的姓名性别:
"）;
free（root）;//释放root（ft）空间
root=（treenode*）malloc（sizeof（treenode））;//创立一个treenode结构体大小的空间
//然后强制转换为treenode*类型的指针然后赋值给root
scanf（"%s%c",&b,&c）;//输入姓名，性别
a=1;
root->child=NULL;//清空左右孩子
root->brother=NULL;
children（root,b,c,a）;//存入结构
printf（"家谱初始化成功!
\n"）;
}
voidAdd（）//添加
{
treenode*n,*m,*t=NULL;
charb[MAX],c,d[MAX];
inta;
printf（"请输入要添加子女的上一辈的姓名:
"）;
scanf（"%s",&d）;
n=search（root,d）;
a=generation（root,d）;
while（n==NULL）//判断是否有重名
{
printf（"此人不在家谱内,请重新输入姓名:
"）;
scanf（"%s",&d）;
n=search（root,d）;
}
if（n->child==NULL）//孩子信息添加
{
printf（"孩子姓名与性别输入:
"）;
scanf（"%s%c",&b,&c）;
a++;
m=search（root,b）;
if（m!
=NULL）
{
printf（"出现重名，添加失败!
\n"）;
}
else
{
n->child=（treenode*）malloc（sizeof（treenode））;
n->child->brother=NULL;
n->child->child=NULL;
children（n->child,b,c,a）;
printf（"添加成功!
\n"）;
}
}
else
{
n=n->child;
while（n->brother!
=NULL）//添加另一个孩子
n=n->brother;
printf（"孩子姓名与性别输入:
"）;
scanf（"%s%c",&b,&c）;
a++;
m=search（root,b）;
if（m!
=NULL）
printf（"出现重名，添加失败!
\n"）;
else
{
t=（treenode*）malloc（sizeof（treenode））;
children（t,b,c,a）;
t->brother=NULL;
t->child=NULL;
n->brother=t;
printf（"添加成功!
\n"）;
}
}
}
voidSearch（）//查找
{
treenode*n;
chard[MAX];
printf（"输入姓名，查找相关信息:
"）;
scanf（"%s",&d）;
n=search（root,d）;
while（n==NULL）
{
printf（"此人不存在，请再次输入:
"）;
scanf（"%s",&d）;
n=search（root,d）;
}
output（n）;
printf（"\n"）;
}
voidChange（）//修改
{
chara[MAX],r[MAX],c;
treenode*n;
inti;
printf（"请输入要修改人的姓名:
"）;
scanf（"%s",&a）;
n=search（root,a）;
while（n==NULL）
{
printf（"此人不存在,请重新输入姓名:
"）;
scanf（"%s",&a）;
n=search（root,a）;
}
printf（"此人存在，请输入新信息:
"）;
scanf（"%s%c",&r,&c）;
for（i=0;in->l.name[i]=r[i];
n->l.sex=c;
printf（"修改成功!
\n"）;
}
intmain（）
{
intchoice;
for（;;）
{
system（"pause"）;
printf（"请选择对家谱的操作:
\n"）;
printf（"1.初始化（创立）\n"）;
printf（"2.添加\n"）;
printf（"3.查找\n"）;
printf（"4.修改\n"）;
printf（"5.退出\n"）;
scanf（"%d",&choice）;
switch（choice）
{
case1:
InitTree（）;break;//初始化
case2:
Add（）;break;//添加
case3:
Search（）;break;//查找
case4:
Change（）;break;//修改
case5:
exit（0）;break;//退出
}
}
return0;
}
4总结与展望
在这次项目设计过程中遇到过一些问题，但经过不懈努力，解决了部分，还有的现在不能解决，留待日后思考和解决。
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