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《数据结构》课程设计指导书

陶瓷大学信息工程学院

《数据结构》课程设计指导书

（2010年7月）

2010年7

目录

第一节、序言1

第二节、课程设计要求2

第三节、课程设计论文的格式3

第四节、考勤及考核4

第五节、课题及任务（题目及要求）5

题目1运动会分数统计**5

题目2一元多项式计算**6

题目3迷宫求解6

题目4文章编辑**6

题目5joseph环7

题目6建立二叉树，层序、先序遍历（用非递归的方法）**7

题目7运动会分数统计**8

题目8商品货架管理8

题目9行文本编辑器9

题目10作业调度10

题目11图（校园导游图）12

题目12教学计划编编制问题12

题目13航空客运订票系统13

第六节、时间安排14

第一节、序言

《数据结构》课程设计是为配合课堂教学，使学生进一步掌握《数据结构》课程中有关理论知识，并通过对具体事物的分析，得出抽象的结构（关系），建立数据模型（公式），并最终设计出良好的算法（流程图）。

本次课程设计统一要求用C++言编程并调试（程序设计），以提高学生的程序设计及解决实际问题的能力；并为后续课程学习打下基础。

本次课程设计所列问题，大都与现实生活密切相关，并且其包含了《数据结构》课程中所讲述的基本类型，具有典型意义。

要求学生利用《数据结构》课程有关理论，参考本手册所介绍的软件工程的的相关方法，对不同问题分别进行需求分析，概要设计，然后进行详细设计和代码的编写，并进行测试得出相应软件，最后编写软件说明及课程设计论文。

由于只有二周共十天的时间，为使学生能尽快抓住问题的本质，每个题目不但给出了问题描述，要求，还给出实现提示，以便学生能尽快完成课程设计任务。

第二节、课程设计要求

学生必须仔细阅读《数据结构》课程设计方案，认真主动完成课设的各项任务。

在设计过程中存在问题，请及时通过各种方式与指导教师联系交流。

  每位同学应发挥自主学习的能力，合理充分的利用时间，安排好课设的时间计划，并在课设过程中不断检测自己的计划完成情况，及时的向教师汇报。

  课程设计按照教学要求需要两周时间完成，两周中每天（按每周5天）至少要上3-4小时的机来调试C++语言设计的程序，总共至少要上机调试程序30小时。

  数据结构是一门涉及多门课程的课程，难度较大，需要较好的C/C++语言的程序设计和调试能力。

如果学生能够按照要求，从时间和精力上保证完全的投入，相信能够有很大的收获。

第三节、课程设计论文的格式

1、对每个题目要有需求分析

  在需求分析中，将题目中要求的功能进行叙述分析，并且设计解决此问题的数据存储结构，（有些题目已经指定了数据存储的，按照指定的设计），设计或叙述解决此问题的算法，描述算法建议使用流程图，进行算法分析指明关键语句的时间复杂度。

给出实现功能的一组或多组测试数据，程序调试后，将按照此测试数据进行测试的结果列出来。

 对有些题目提出算法改进方案，比较不同算法的优缺点。

  如果程序不能正常运行，写出实现此算法中遇到的问题，和改进方法；

2、对每个题目要有相应的源程序（可以是一组源程序，即详细设计部分）

  源程序要按照写程序的规则来编写。

要结构清晰，重点函数的重点变量，重点功能部分要加上清晰的程序注释。

  程序能够运行，要有基本的容错功能。

尽量避免出现操作错误时出现死循环。

3、最后提供的主程序可以象一个应用系统一样有主窗口，通过主菜单和分级菜单调用课程设计中要求完成的各个功能模块，调用后可以返回到主菜单，继续选择其他功能进行其他功能的选择。

4、对每个模块的层次结构用具体的语言来实现（C++语言）。

5、编写软件使用说明手册。

6、课程设计的上交作业包括：

课程设计论文+源程序+可执行程序+运行说明文档。

第四节、考勤及考核

全体同学在课程设计期间，必须在上课时间到专业机房进行考勤，一天至少二次（早上8：

00及12：

00，下午2：

30及4：

30）。

每位同学必须的课题完成之后，必须通过指导老师的考核，基本完成课题要求的起点为合格，另根据具体完成模块情况进行考核评分。

《数据结构》课程设计的最后成绩有以下几个方面组成：

⏹考勤（10分）

⏹程序运行情况（30分），

⏹程序的结构合理与否（10分），

⏹算法（30分），

⏹独立完成情况（学生间不相互雷同）（20分），

⏹以及加分因素（10分）；共110分

附注：

1．在学生实习中，学生若有3次考勤不到，综合评定成绩不得超过中以上成绩；

2．在学生实习中，学生若有5次考勤不到，综合评定成绩不得超过及格及以上成绩；

3．在学生实习中，学生若有7次考勤不到，综合评定成绩为不及格。

4．在学生实习中，发现学生有抄袭现象，综合评定成绩为不及格。

第五节、课题及任务（题目及要求）

本次课程设计完成如下模块（共13个模块，学生可以按如下提示选择功能块完成，多做可以加分）

题目1~7至少选做三题（打**部分至少选做二题）

题目1运动会分数统计**

1、问题描述

参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。

比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。

项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。

不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：

7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：

5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。

（m<=20,n<=20）

2、要求

功能要求：

（1）可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；

（2）能统计各学校总分；

（3）可以按学校编号、学校总分、男女团体总分排序输出；

（4）可以按学校编号查询学校某个项目的情况；

（5）可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。

规定：

输入数据形式和范围：

20以内的整数（如果做得更好可以输入学校的名称，运动项目的名称）

输出形式：

有中文提示，各学校分数为整数

界面要求：

有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。

存储结构：

学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。

（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指明你用到的存储结构；

测试数据：

要求使用1、全部合法数据；2、整体非法数据；3、局部非法数据。

进行程序测试，以保证程序的稳定。

测试数据及测试结果请在上交的资料中写明；

题目2一元多项式计算**

1、问题描述

1）、能够按照指数降序排列建立并输出多项式；

2）、能够完成两个多项式的相加、相减，并将结果输入。

2、要求

在上交资料中请写明：

存储结构、多项式相加的基本过程的算法（可以使用程序流程图）、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法。

题目3迷宫求解

1、问题描述

可以输入一个任意大小的迷宫数据，用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出。

2、要求

在上交资料中请写明：

存储结构、基本算法（可以使用程序流程图）、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法。

题目4文章编辑**

1、问题描述

输入一页文字，程序可以统计出文字、数字、空格的个数。

静态存储一页文章，每行最多不超过80个字符，共N行

2、要求

（1）分别统计出其中英文字母数和空格数及整篇文章总字数；

（2）统计某一字符串在文章中出现的次数，并输出该次数；

（3）删除某一子串，并将后面的字符前移。

存储结构使用线性表，分别用几个子函数实现相应的功能；

输入数据的形式和范围：

可以输入大写、小写的英文字母、任何数字及标点符号。

输出形式：

（1）分行输出用户输入的各行字符；

（2）分4行输出"全部字母数"、"数字个数"、"空格个数"、"文章总字数"

（3）输出删除某一字符串后的文章

题目5joseph环

1、问题描述

编号是1，2，……,n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。

一开始任选一个正整数作为报数上限值m,从第一个仍开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。

报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。

设计一个程序来求出出列顺序。

2、要求

利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。

测试数据：

m的初值为20，n=7,7个人的密码依次为3，1，7，2，4，7，4，首先m=6,则正确的输出是什么？

要求：

输入数据：

建立输入处理输入数据，输入m的初值，n，输入每个人的密码，建立单循环链表。

输出形式：

建立一个输出函数，将正确的输出序列

题目6建立二叉树，层序、先序遍历（用非递归的方法）**

1、问题描述

要求能够输入树的各个结点，并能够输出用不同方法遍历的遍历序列；分别建立建立二叉树存储结构的的输入函数、输出层序遍历序列的函数、输出先序遍历序列的函数；

2、要求

在上交资料中请写明：

存储结构、基本算法（可以使用程序流程图）、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法。

题目7运动会分数统计**

1、问题描述

编号为1-52张牌，正面向上，从第2张开始，以2为基数，是2的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；然后，从第3张开始，以3为基数，是3的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；然后…从第4张开始，以4为基数，是4的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；...再依次5的倍数的牌翻一次，6的，7的直到以52为基数的翻过，输出：

这时正面向上的牌有哪些？

2、要求

在上交资料中请写明：

存储结构、基本算法（可以使用程序流程图）、源程序、测试数据和结果、算法的时间复杂度、另外可以提出算法的改进方法。

题目8~13至少选做一题

题目8商品货架管理

1、问题描述

一超市货架以栈的方式摆放商品，生产日期越靠近栈底；出货时从栈顶取货，一天营业结束，如果货架不满，则需上货。

如果直接将商品摆放到货架上，则会使生产日期越近的商品越靠近栈顶。

这样就需要倒货架，仍使生产日期越近的越靠近栈底。

假设该超市由专人根据电脑销售数据随时进行上货，某种商品每件次“取货”平均时间为TX1，每件次“上货”平均时间为TX2，该商品每天销售件数为NX（每天销售总件数据为N，K为商品种类数，N=N1+~+NK），该员工该商品上货工作时间为TX（每天工作总时间为T，T=T1+~+TK），

2、要求

设计一个算法，每一次上货后始终保持生产日期越近的商品越靠近栈底。

求货架上剩余货物M、每天销售件数N、员工每天上货工作时间T，三者之间有何关系及T的最小值。

题目9行文本编辑器

1、问题描述

行文本编辑器（EDLIN）通过终端对文本文件进行创建、删除、修改、存储操作。

2、要求

（1）编辑新文件，运行EDLIN进入编辑状态，是新文件则提示“NewFile”，并给出编辑提示符“*”号。

C〉EDLINfilename

*I〈RETURN〉（输入I命令进入插入状态）

1：

*a=1

2：

*b=2

3：

*c=a+b

4：

*?

c

5：

*〈Ctrl〉+〈Break〉

*E〈RETURN〉（存盘退出）

（2）修改旧文件，运行EDLIN进入编辑状态，是旧文件则提示“Endofainputfile”，说明文件已从盘上调出，可以进行修改；并给出编辑提示符“*”号。

*3〈RETURN〉（输入行号进行修改）

3：

*c=a+b

3：

*c=a*b（输入修改内容）

*Q〈RETURN〉（不存盘退出）

（3）显示文件内容

*L〈RETURN〉

1：

*a=1

2：

*b=2

3：

*c=a+b

4：

*?

c

*

插入行：

*nD〈RETURN〉（从n行之前开始插入内容，以〈Ctrl〉+〈Break〉结束）

删除行

*nD〈RETURN〉（将第n行内容删除）

*n，mD〈RETURN〉（将第n行到第m行的所有内容删除）

3、实现提示：

采用一种堆结构存储待编辑字符，具体做法在下面介绍。

（1）在内存开辟可容纳maxlines行大小的编辑工作区的bufsize的修改缓冲区。

（2）系统启动时，要求用户输入编辑文件名，如果该文件存在，则调入maxlines行到文本编辑工作区；如果该文件不存在，则认为是新建文件。

（3）对读入的文件建立相应的行表。

行表指出每一行的行号和该行子串的长度，它们按照行号排序。

在文本编辑程序中设立行指针、字符指针，分别批示当前操作的行、字符。

（4）执行插入、删除、修改操作时，将本次操作内容放到缓冲区。

题目10作业调度

1、问题描述

一个公司的职员可分为经理、部门主管和职工。

公司的服务支持由一个共同的秘书处承担，每一个职员都可以提出服务请求（诸如企划及建议、指示及批复等），只要填写一张包括该职员的职位、任务号、任务内容的表格即可。

这张表格内的信息存储在一个作业请求记录JobRequest队列中，并根据时间将作业加入到对应的优先级队列中。

初始作业队列存放于一个作业队列文件中，作业队列文件中存放有一批将被加入到优先级队列的作业。

每个作业请求都以记录的形式存放在“job.dat”文件中。

记录中记载着职员的职位、作业标识号和工作时间。

所有作业在读入后都加入到一个名为“jobpool-作业池”的优级队列中，然后，按其所具有的优先级逐个进行处理，并将处理结果打印出来。

程序最后打印为每一类人的总服务时间。

2、要求

（1）编写为输入打开文件“job.dat”，读入作业文件，为staffPerson域、作业标识域、任务内容等域赋值。

（2）利用优先级队列对所有作业调度，计录作业流转各处理环节所需的处理的时间，并打印作业信息。

最后打印为每一作业服务的总时间。

（3）将调度策略改为“先来先服务”，利用先进先出的队列重新实现作业调度。

3、实现提示

（1）为表明每一员工因职位不同具有不同的优先级，将其按职位建在一个枚举型变量中。

经理优先级最高（为0）；部门主管优先级次之（为1），等等：

（2）程序中需要使用一个辅助数组jobServicesUse，用来存放为每一类职员提供服务的时间。

（3）程序中还需要用到两个打印函数，一个是PrintJobInfo（），它打印出每一个作业的信息；另一个是PrintSummary（），打印公司为各类职员提供服务的总时间。

JobRequest记录及相关的函数都在头文件“job.h”中。

（4）为输入打开文件“job.dat”，读入作业文件时，需判断出错情况。

再根据不同类的人，分别为为staffPerson域、作业标识域、作业所需时间域赋值。

（5）执行一个循环，当优先级队列不空时，作业逐个退出优先级队列，打印作业信息，进行服务时间累计。

待作业全部退出后，打印公司为各类职员提供服务的总时间。

题目11图（校园导游图）

1、问题描述

制作陶瓷学院的校园导游图，游客通过终端可询问：

（1）从某一景点到另一景点的最短路径。

（2）游客从公园进入，选取一条最佳路线3，使游客可以不重复地游览各景点，最后回到出口（出口就在入口处旁边）

2、要求

（1）将导游图看作一张带权无向图，顶点表示公园的各个景点，边表示各景点之间的道路，边上的权值表示距离。

为此图选择适当的数据结构。

（2）把各种路径都显示给游客，由游客自己选择游览路线。

（3）画出景点分布图于屏幕上。

3、实现提示

（1）第一实际是最短路径问题，如果有几条路径长度相同，可选择途径景点较少的路径提供给游客。

（2）第二问可采用深度优先搜索，如果有多种路径可选择，则选择带权路径最小的路线提供给游客。

题目12教学计划编编制问题

1、问题描述、

在学的每个专业都要制定教学计划。

假设任何专业都有固定的学习班年限，每学期含两个学期，每学期的时间长度和学分上限值均相等。

每个专业开设的课程都是确定的，而且课程开设时间的安排必须满足先修关系。

每门课程有哪些先修课程是确定的，可以有任意多门，也可以没有，每门课恰好占一个学期。

试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。

2、基本要求

输入参数包括：

学期总期总数，一学期的学分上限，每门课的课程号（固定占3位的字母数字串）课程名等信息均以文件方式存放在磁盘中；

安排教学计划时以使学生在各学期中的学习负担尽量均匀；

输出的计划存入文件中。

3、提示

设学期总数不超过8，课程总数不超过100。

题目13航空客运订票系统

1、问题描述

航空客运订票的业务活动包括：

查询航线、客票预订和办理退票等。

设计一个航空客运订票系统，以使上述业务可以借助计算机完成。

2、要求

1）每条航线所涉及的信息有：

终点站名、航班号、飞机号、飞行周日（星期几）、乘员定额、余票量、已订票的客户名单（包括名字、订票量、舱位等级1、2、3）以及等候替补的客户名单；

2）系统实现的功能如下：

通过此系统可以实现如下功能：

录入：

可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）

查询：

可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）；可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况；

订票：

（订票情况可以存在一个数据文件中，结构自己设定）可以订票，如果该航班已经无票，可以提供相关可选择航班；

退票：

可退票，退票后修改相关数据文件；客户资料有姓名，证件号，订票数量及航班情况，订单要有编号。

修改航班信息：

当航班信息改变可以修改航班数据文件

3、提示

可使用队列实现候补客户名单，航线情况可使用一静态表实现。

第六节、时间安排

日期

步骤

一

二

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

问题分析

流程图设计

编码

调试

编写软件说明