数据结构家谱管理系统二叉链表.docx
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数据结构家谱管理系统二叉链表
《项目实训二》
项目名称__家谱管理系统__
姓 名 _____________
班 级_________________
学 号 __________________
指导教师______________
2018.1
问题描述：
家谱用于记录某家族历代家族成员的情况与关系。
现编制一个家谱资料管理系统，实现对一个家族所有的资料进行收集整理。
实现对家庭成员信息的建立、查找、插入、修改、增加、删除、更新、统计等等功能。
目的和要求：
目的：
1、能根据具体问题的具体情况，结合数据结构课程中的基本理论和基本算法，分析并正确确定数据的逻辑结构，合理地选择相应的存储结构，并能设计出解决问题的有效算法。
2、提高程序设计和调试能力。
通过上机学习,验证自己设计的算法的正确性。
学会有效利用基本调试方法。
3、初步掌握软件开发过程中问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能。
4、培养根据选题需要选择学习书籍，查阅文献资料的自学能力。
要求：
用于记录某家族历代家族成员的情况与关系。
现编制一个家谱资料管理系统，实现对一个家族所有的资料进行收集整理。
支持对家谱的增加，删除，更新，统计等。
软件环境：
MicrosoftVisualStudio2010
流程设计：
模块划分：
1、统计模块
（1）统计家族总人数、健在人数、几代人
（2）主要函数：
intGeneration（Node*root）;//这个家族共有几代人
intNumberOfPeople（）;//家族的总人数
intLifeNum（）;//健在人数
（3）实现方法：
静态成员变量
（4）实现结果：
2、更新模块
（1）创建家谱、增加成员、删除成员、成员改名
（2）主要函数：
Node*Creat（）;//构造函数调用
voidAddNewPeople（Node*root,stringFatherName,stringNAme）;//增加新的家族成员
intDeletePeople（Node*root,stringFatherName,stringDeletepeople）;//删除家族成员
intSetNewName（Node*root,stringNAme,stringNewName）;//更改姓名
（3）实现方法：
创建家谱和成员改名主要通过递归调用；增加成员和删除成员主要通过栈的非递归调用。
（4）实现结果：
3、查询模块
（1）查询成员详细信息、查询成员的孩子以及孩子的详细信息
（2）主要函数：
intMessage（Node*root,stringName）;//显示该成员的基本信息
intFindChild（Node*root,stringNAme）;//显示孩子信息
（3）实现方法：
通过递归调用，找到成员，输出相应的信息
（4）实现结果：
4、显示模块
（1）前序、中序、后序遍历家谱
（2）主要函数：
voidPreOrder（Node*root）;//前序递归遍历输出家谱
voidInOrder（Node*root）;//中序递归遍历输出家谱
voidPostOrder（Node*root）;//后序递归遍历输出家谱
（3）实现方法：
递归遍历
（4）实现结果：
5、文件模块
（1）保存到文件、从文件读取
（2）主要函数：
voidSaveToFile（Node*root）;//保存到文件
voidFileToFamilyTree（Node*root）;//从文件中读取
（3）实现方法：
文件流
（4）实现结果：
数据结构实现：
1、生日结构体
structBirthDay
{
intyear;
intmonth;
intday;
friendistream&operator>>（istream&is,BirthDay&b）;
friendostream&operator<<（ostream&os,constBirthDay&b）;
};
2、信息结构体（家族成员的基本信息）
structInformation
{
stringname;//姓名
stringbirthPlace;//出生地
BirthDaybirthDay;//生日
stringsex;//性别
stringeducation;//学历
stringjob;//工作
stringfather;//父亲
stringspouse;//配偶
charlife;//是否健在
};
3、二叉树结点结构体
structNode
{
Informationdata;//个人信息
Node*child;//第一个孩子
Node*brother;//兄弟
};
4、家谱类（二叉树结构、左孩子，右兄弟）
classFamilyTree
{
private:
Node*root;
Node*Creat（）;//构造函数调用
voidRelease（Node*root）;//析构函数调用
staticintNumberofpeople;//计算总人数，NumberOfPeople（）调用
staticintLifePeopele;//计算健在人数，LifeNum（）调用
public:
FamilyTree（）;//构造函数，初始化一棵树，其前序序列由键盘输入
~FamilyTree（）;//析构函数，释放链表中各结点的存储空间
voidSetNode（Node*root）;//设置结点信息
Node*Getroot（）;//获取根结点
voidPreOrder（Node*root）;//前序递归遍历输出家谱
voidInOrder（Node*root）;//中序递归遍历输出家谱
voidPostOrder（Node*root）;//后序递归遍历输出家谱
intGeneration（Node*root）;//这个家族共有几代人
intNumberOfPeople（）;//家族的总人数
intLifeNum（）;//健在人数
voidPrintMessage（Node*root）;//输出基本信息
intMessage（Node*root,stringName）;//显示该成员的基本信息
Node*PreFindFather（Node*root,stringFatherName）;//给定元素值查找父亲结点指针位置并返回其指针，此方法采用的先序遍历
Node*PreFindBrother（Node*root,stringFatherName）;//给定元素值查找兄弟结点指针位置并返回其指针，此方法采用的先序遍历
voidAddNewPeople（Node*root,stringFatherName,stringNAme）;//增加新的家族成员
intDeletePeople（Node*root,stringFatherName,stringDeletepeople）;//删除家族成员
intSetNewName（Node*root,stringNAme,stringNewName）;//更改姓名
intFindChild（Node*root,stringNAme）;//显示孩子信息
voidSaveToFile（Node*root）;//保存到文件
voidFileToFamilyTree（Node*root）;//从文件中读取
};
调试分析：
1、问题：
在创建家谱时，询问用户是否需要继续添加成员，只要用户不输入”#”就继续添加。
解决方案：
增加if语句判断条件，只要输入的不是”Y”,”y”,”#”，就请用户重新输入。
2、问题：
计算总人数和健在人数，因为存在增加和删除函数，多次调用计算函数。
解决方案：
在家谱类中使用静态成员变量
3、问题：
在输入和输出成员信息中的生日，生日使用的是生日结构体变量，输入输出包括年、月、日。
解决方案：
使用友元输入输出重载
4、问题：
在输入生日时，输入数字程序正常运行，输入其他字符，程序会出现死循环。
解决方案：
cin.fail（）判断输入是否正确，cin.clear（）为了使输入错误能重新输入，将错误标识符改为0，cin.sync（）清空流。
5、问题：
在输入一些信息是，询问用户是否确认一些信息时，请用户输入‘y、‘n’，但是用户有时会输入大写。
解决方案：
使用toupper（）函数，将用户输入的确认信息转换成大写字母。
6、问题：
在增加孩子时，只能添加长子，添加第二个孩子、第三个等等，会出现错误。
解决方案：
添加一个寻找兄弟指针的函数，如果要添加孩子的成员，已经有了孩子，则通过调用兄弟指针函数来增加孩子。
7、问题：
保存到文件和读取文件时，会出现输入路径错误的情况。
解决方案：
通过调用_access（）函数，判断输入路径是否正确。
8、问题：
读取文件时，cin的>>重载会跳过空白字符，包括回车符。
解决问题：
使用cin.get（）函数接收回车。
9、问题：
删除成员时，删除能够成功，但会出现空指针错误。
解决方案：
在delete该成员时，需要将指向该成员的指针置空。
10、问题：
在主函数中，通过请用户输入数字，来选择相应的操作，当用户误输入的为选择以外的字符时,会结束程序运行。
解决方案：
与解决方案4相同。
实验结果及分析
1、创建家谱
2、保存到文件
3、读取文件
4、增加成员
5、基本信息
6、查询成员信息
7、成员改名
8、遍历家谱
9、查询孩子信息
10、删除成员
收获：
本次实训在我们为期两周的时间里进行，通过自己的不断学习、请教和老师的指导，完成了关于家谱资料管理的设计。
前期主要是准备阶段，运用哪些技术，中期实践阶段，通过几天的上机编写代码，然后完成，后期完善阶段，对一些难点和重点再细化，和做一些数据输入时的异常处理。
最后进行答辩阶段。
通过这次实训的互相帮助学习的过程，自己看书学习的经验，以及从网上以及其他各种途径获得信息和知识的经验。
理论与实际相结
合的设计，锻炼了我综合运用所学的基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、对程序整体的把握等其他能力水平。
而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，我的各方面经验都得到了极大的丰富。
附录全部代码
Familytree.h
#ifndefFAMILYTREE_H
#defineFAMILYTREE_H
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
structBirthDay{
intyear;
intmonth;
intday;
friendistream&operator>>（istream&is,BirthDay&b）;
friendostream&operator<<（ostream&os,constBirthDay&b）;
};
structInformation
{
stringname;
stringbirthPlace;
BirthDaybirthDay;
stringsex;
stringeducation;
stringjob;
stringfather;
stringspouse;
charlife;
};
structNode
{
Informationdata;
Node*child;
Node*brother;
};
classFamilyTree
{
private:
Node*root;
Node*Creat（）;
voidRelease（Node*root）;
staticintNumberofpeople;
staticintLifePeopele;
public:
FamilyTree（）;
~FamilyTree（）;
voidSetNode（Node*root）;
Node*Getroot（）;
voidPreOrder（Node*root）;
voidInOrder（Node*root）;
voidPostOrder（Node*root）;
intGeneration（Node*root）;
intNumberOfPeople（）;
intLifeNum（）;
voidPrintMessage（Node*root）;
intMessage（Node*root,stringName）;
Node*PreFindFather（Node*root,stringFatherName）;
Node*PreFindBrother（Node*root,stringFatherName）;
voidAddNewPeople（Node*root,stringFatherName,stringNAme）;
intDeletePeople（Node*root,stringFatherName,stringDeletepeople）;
intSetNewName（Node*root,stringNAme,stringNewName）;
intFindChild（Node*root,stringNAme）;
voidSaveToFile（Node*root）;
voidFileToFamilyTree（Node*root）;
};
#endif
Familytree.cpp
#include"Familytree.h"
intFamilyTree:
:
Numberofpeople=0;
intFamilyTree:
:
LifePeopele=0;
//生日结构体变量输入输出友元重载
istream&operator>>（istream&is,BirthDay&b）
{
is>>b.year>>b.month>>b.day;
returnis;
}
ostream&operator<<（ostream&os,constBirthDay&b）
{
os<returnos;
}
FamilyTree:
:
FamilyTree（）//构造函数，初始化一棵树，其前序序列由键盘输入
{
this->root=Creat（）;
}
FamilyTree:
:
~FamilyTree（）//析构函数，释放链表中各结点的存储空间
{
Release（root）;
}
Node*FamilyTree:
:
Getroot（）//获取根结点
{
returnroot;
}
Node*FamilyTree:
:
Creat（）//构造函数调用
{
Node*root;
stringch;
cout<<"请问是否创建（是：
“y”,否:
“#”）：
";
cin>>ch;//输入名字
if（ch!
="y"）//异常处理
{
if（ch!
="Y"）
if（ch!
="#"）
{
intt=1;
do
{
cout<<"\n输入不明确，请重新输入！
！
"<cout<<"请问是否创建（是：
“y”,否:
“#”）：
";
cin>>ch;
if（（ch=="y"）||（ch=="Y"）||（ch=="#"））
t=0;
}while（t==1）;
}
}
if（ch=="#"）root=NULL;
else
{
root=newNode;//申请结点内存空间
SetNode（root）;//设置结点内容
root->child=Creat（）;//该结点的孩子
root->brother=Creat（）;//该结点的兄弟
}
returnroot;//返回结点
}
voidFamilyTree:
:
Release（Node*root）//析构函数调用
{
if（root!
=NULL）
{
Release（root->child）;//释放左孩子
Release（root->brother）;//释放右兄弟
deleteroot;
}
}
voidFamilyTree:
:
SetNode（Node*root）//设置结点信息
{
Numberofpeople++;
cout<<"请输入家庭成员的基本信息"<cout<<"姓名：
";
cin>>root->data.name;
cout<<"出生地：
";
cin>>root->data.birthPlace;
cout<<"生日（数字、年月日以空格或者回车间隔）：
";
while
（1）
{
cin>>root->data.birthDay;
if（cin.fail（））
{
cout<<"输入有错！
！
请重新输入生日（数字）：
"<cin.clear（）;//输入错误则能重新输入
cin.sync（）;//清空流
}
else
break;
}
//isdigit异常处理生日输入,若参数c为阿拉伯数字0~9，则返回非0值，否则返回NULL。
/*inti;
for（i=0;root->data.birthDay[i]!
=0;++i）
{
if（isdigit（root->data.birthDay[i]）==0）
{
cout<<"\n输入不明确，请重新输入！
！
"<break;
}
}*/
cout<<"性别：
";
cin>>root->data.sex;
cout<<"学历：
";
cin>>root->data.education;
cout<<"工作：
";
cin>>root->data.job;
cout<<"父亲：
";
cin>>root->data.father;
cout<<"配偶（有多任配偶则以“，”或者“、”间隔）：
"<cin>>root->data.spouse;
cout<<"是否健在（y是，n否）：
";
cin>>root->data.life;
if（toupper（root->data.life）!
='Y'）//异常处理
{
if（toupper（root->data.life）!
='N'）{
intt=1;
do
{
cout<<"\n输入不明确，请重新输入！
！
"<cout<<"是否健在（y是，n否）：
";
cin>>root->data.life;
if（（toupper（root->data.life）=='Y'）||（toupper（root->data.life）=='N'））
t=0;
}while（t==1）;
}
}
if（toupper（root->data.life）=='Y'）
LifePeopele++;
}
voidFamilyTree:
:
PreOrder（Node*root）//前序递归遍历输出家谱
{
if（root==NULL）
return;
else
{
cout<data.name<<'\t';
PreOrder（root->child）;
PreOrder（root->brother）;
}
}
voidFamilyTree:
:
InOrder（Node*root）//中序递归遍历输出家谱
{
if（root==NULL）
return;
else
{
InOrder（root->child）;
cout<data.name<<'\t';
InOrder（root->brother）;
}
}
voidFamilyTree:
:
PostOrder（Node*root）//后序递归遍历输出家谱
{
if（root==NULL）
return;
else
{
PostOrder（root->child）;
PostOrder（root->brother）;
cout<data.name<<'\t';
}
}
intFamilyTree:
:
Generation（Node*root）//这个家族共有几代人
{
intl;//l左孩子
if（root==NULL）//这个家族为空,返回0
return0;
else
{
l=Generation（root->child）;//左孩子的
returnl+1;
}
}
//intnumberofpeople=0;
intFamilyTree:
:
NumberOfPeople（）//家族的总人数
{
if（root==NULL）//家族人数为0
return0;
/*else
{
if（root!
=NULL）
numberofpeople++;
NumberOfPeople（root->child）;
NumberOfPeople（root->brother）;
}
returnnumberofpeople;*/
else
returnNumberofpeople;
}
//intcount=0;
intFamilyTree:
:
LifeNum（）//健在人数
{
if（root==NULL）//-1表示这个家族不存在
return-1;
/*else
{
if（toupper（root->data.life）=='Y'）
count++;
LifeNum（root->child）;
升级会员 