数据结构课程设计报告 关键路径的实现.docx

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数据结构课程设计报告关键路径的实现

青岛理工大学

数据结构课程设计报告

题目：

关键路径的实现

院（系）：

计算机工程学院

学生姓名:

班级：

学号:

起迄日期:

2014.7.8—2014.7.19

指导教师:

张艳

一、需求分析

1.问题描述

找出实际工程中的关键路径，合理安排关键活动的施工顺序。

要求：

（1）表示工程的图可以用邻接表或邻接矩阵存储；

（2）应能以图形的方式输出图；

（3）输出关键路径和关键活动。

2.基本功能

（1）用邻接表存储有向图并建立AOE网CreateGraph（）；

（2）用图形的形式输出有向图Display（）;

（3）输出关键路径和关键活动SearchMapPath（）；

3.输入输出

输入:

（1）有向图的顶点数和弧数，都是int型，中间用空格隔开；

（2）图中的各个顶点的值，char型;

（3）图中弧的权值、起点、终点,都是int型，中间用空格隔开；

输出：

起点（char）、终点（char）、最早开始时间（int）、最迟开始时间（int）、差值（int）、是否为关键活动、关键路径。

二、概要设计

1.设计思路：

（1）输入图的顶点数和弧数。

（2）输入这个图中每段弧的起始点及权值。

（3）用输入的数据建立AOE网。

（4）用邻接表来存储图的这些信息。

（5）用CreateGraph（）函数建立AOE图。

（6）用Display（）函数输出AOE图。

（7）用SearchMapPath（）函数求出最长路径，并输出关键路径。

（8）编写程序。

2.数据结构设计：

（1）逻辑结构采用图状的结构。

图是一种较线性表和树更为复杂的数据结构。

在线性表中，数据元素之间仅有线性关系，每个数据元素只有一个直接前驱和一个直接后继；在树形结构中，数据元素之间有着明显的层次关系，并且每一层上的数据元素可能和下一层中多个元素（即其孩子结点）相关，但只能和上一层中一个元素（即其双亲结点）相关；而在图形结构中，结点之间的关系可以是任意的，图中任意两个数据元素之间都可能相关。

而由于本程序的操作对象是有向图，所以必须采用图状的结构。

（2）存储结构采用链式的结构。

由于图的结构比较复杂，任意两个顶点之间都可能存在联系，因此无法以数据元素在存储区中的物理位置来表示元素之间的关系，即图没有顺序映象的存储结构，因此采用链式的存储结构。

（3）抽象数据类型图的定义如下：

ADTGraph{

数据对象V：

V是具有相同特性的数据元素的集合，称为顶点集。

数据关系R：

R={VR}

VR={|v,w∈V且P（v,w）,表示从v到w的弧，

谓词P（v,w）定义了弧的意义或信息}

基本操作P：

CreateGraph（&G,V,VR）;

初始条件：

V是图的顶点集，VR是图中弧的集合。

操作结果：

按V和VR的定义构造图G。

SearchMapPath（&G,V,VR）；

初始条件：

V是图的顶点集，VR是图中弧的集合。

操作结果：

求出最长路径，并输出关键路径。

Display（&G,V,VR）；

初始条件：

V是图的顶点集，VR是图中弧的集合。

操作结果：

以图形的形式输出图。

}ADTGraph

3.软件结构设计：

三、详细设计

1.定义程序中所有用到的数据及其数据结构:

邻接表的存储单元:

typedefstructnode{

intadjvex;

intw;

structnode*nextedge;

}edgenode;

表头结点:

typedefstruct{

chardata;

intid;

intx,y;//顶点的横坐标、纵坐标

edgenode*firstedge;

}vexnode;

2．主函数和其他函数的伪码算法:

主函数：

voidmain（）

{intvexnumber,arcnumber;

printf（"请输入这个图中的节点数和弧数:

"）;

scanf（"%d%d",&vexnumber,&arcnumber）;

vexnode*Graph=（vexnode*）malloc（vexnumber*sizeof（vexnode））;

CreateGraph（Graph,vexnumber,arcnumber）;

SearchMapPath（Graph,vexnumber,arcnumber）;

}

建立AOE网函数：

voidCreateGraph（vexnode*Graph,intvexnumber,intarcnumber）

{intbegin,end,duttem;

charch;

edgenode*p;

//输入顶点信息存储在顶点表中，并初始化该顶点的便表。

for（inti=0;i

{

Graph[i].id=0;

Graph[i].firstedge=NULL;

}

//输入边所依附的两个顶点的序号i和j然后生成新的邻接点序号为j的//边表结点,将该结点插入到第i个表头部。

printf（"请输入这个图中的各个顶点的值:

\n"）;

for（i=0;i

{

scanf（"%s",&ch）;

Graph[i].data=ch;

}

printf（"请输入图中弧的权值、起点、终点:

（中间用空格隔开）\n"）;

for（intk=0;k

{

scanf（"%d%d%d",&duttem,&begin,&end）;

p=（edgenode*）malloc（sizeof（edgenode））;

p->adjvex=end-1;

p->w=duttem;

Graph[end-1].id++;

p->nextedge=Graph[begin-1].firstedge;

Graph[begin-1].firstedge=p;

}

}

显示有向图函数：

voidDisplay（vexnode*Graph,intvexnumber,intarcnumber）

{

inti;

intarw[6];

edgenode*p;

initgraph（400,600）;

for（i=0;i

{

if（i%3==0||i==0）

{

outtextxy（100,50*（i+1）,Graph[i].data）;

Graph[i].x=100;

Graph[i].y=50*（i+1）;

}

if（i%3==1||i==1）

{

outtextxy（10,50*（i+1）,Graph[i].data）;

Graph[i].x=10;

Graph[i].y=50*（i+1）;

}

if（i%3==2||i==2）

{

outtextxy（200,50*i,Graph[i].data）;

Graph[i].x=200;

Graph[i].y=50*i;

}

}

for（i=0;i

{

p=Graph[i].firstedge;

while（p）

{

line（Graph[i].x,Graph[i].y,Graph[p->adjvex].x,Graph[p->adjvex].y）;

outtextxy（（Graph[i].x+Graph[p->adjvex].x）/2,（Graph[i].y+Graph[p->adjvex].y）/2,p->w+48）;

arw[0]=Graph[p->adjvex].x+5;

arw[1]=Graph[p->adjvex].y-10;

arw[2]=Graph[p->adjvex].x;

arw[3]=Graph[p->adjvex].y;

arw[4]=Graph[p->adjvex].x+5;

arw[5]=Graph[p->adjvex].y+10;

drawpoly（3,arw）;

p=p->nextedge;

}

}

getch（）;

closegraph（）;

}

求解关键路径函数：

intSearchMapPath（vexnode*Graph,intvexnumber,intarcnumber）

{

inttotaltime=0;

intm=0;

inti,j,k,t;

charsv[100];

intfront,rear;

int*topology_queue,*vl,*ve,*el,*ee;

front=rear=-1;t=0;

topology_queue=（int*）malloc（vexnumber*sizeof（int））;

vl=（int*）malloc（vexnumber*sizeof（int））;

ve=（int*）malloc（vexnumber*sizeof（int））;

el=（int*）malloc（arcnumber*sizeof（int））;

ee=（int*）malloc（arcnumber*sizeof（int））;

edgenode*p;

for（i=0;i

for（i=0;i

{

if（Graph[i].id==0）

{

topology_queue[++rear]=i;

m++;

}

}

while（front!

=rear）

{

front++;

j=topology_queue[front];

m++;

p=Graph[j].firstedge;

while（p）

{

k=p->adjvex;

Graph[k].id--;

if（ve[j]+p->w>ve[k]）

ve[k]=ve[j]+p->w;

if（Graph[k].id==0）topology_queue[++rear]=k;

p=p->nextedge;

}

}

if（m

{

printf（"\n该图中存在回路，不可计算出关键路径！

\n"）;

return0;

}

totaltime=ve[vexnumber-1];

for（i=0;i

vl[i]=totaltime;

for（i=vexnumber-2;i>=0;i--）

{

j=topology_queue[i];

p=Graph[j].firstedge;

while（p）

{

k=p->adjvex;

if（（vl[k]-p->w）

vl[j]=vl[k]-p->w;

p=p->nexte