用户登录系统.docx
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用户登录系统
用户登录系统
LT
1.
2.
3.系统总体设计：
采用平衡二叉查找树（AVL），以用户名（IP）作为比较的关键词进行插入。
平衡二叉查找树是在二叉搜索树（BST）的基础上进行了优化，使得树基本达到平衡。
定义内部类userNode来存储AVL树的节点信息。
4.系统功能设计：
要创建一颗包含用户名和用户密码的二叉树，要能适应频繁的查找，因为每个用户名是唯一的，将用户名（string类型）作为AVL树的比较参数，这样就可以实现快速的插入、删除和查找，重定义userNode类的比较函数。
AVL树是用模板类实现的，这样就可以直接比较两个用户类，方便了很多。
图1系统功能结构图
5.类的设计：
//节点的类
classuserNode
{
private:
stringname;
stringpassword;
shortintheight;
public:
userNode*left;
userNode*right;
userNode（conststring&name,conststring&password）;
userNode（constuserNode&temp）;
voidsetName（conststring&name）;
voidsetPassword（conststring&password）;
stringgetName（）;
stringgetPassword（）;
intgetHeight（）;
voidchangeHeight（constintheight）;//改变树的高度
boolcheckName（conststring&name）;
};
//树的类
classtree
{
private:
userNode*root;
public:
tree（）;
~tree（）;
voidinsert_node（userNode*&t,userNode&temp）;
voidinsert_node（userNode&temp）;//新建一个节点
voidremove（userNode*&r,userNode*&temp）;
voidremove（userNode*&temp）;//删除一个节点
voidclear（userNode*t）;
voidclear（）;
voidprint（）;
voidprint（intindex,userNode*r）;//输出一棵树
voidPrint（）;
voidPrint（ofstream&ofile,userNode*&r）;//写入文件
voidrotateL（userNode*&r）;//左旋
voidrotateR（userNode*&r）;//右旋
voidrotateDoubleLR（userNode*&r）;//左右旋
voidrotateDoubleRL（userNode*&r）;//右左旋
voidrightBalance（userNode*&r）;
voidleftBalance（userNode*&r）;
userNode*findNode（strings）;//搜索一个节点
userNode*searchLeftMaxNode（userNode*&r,userNode*&R）;
};
//框架类
classframe
{
treemyTree;
public:
frame（）;
voidview（）;//显示主界面
voidLogin（）;//登录界面
voidtestInsert（）;//插入一个节点
voidprintTree（）;//画出一棵树
};
6.主程序的设计：
图2类的调用
一.调试分析：
1.技术难点分析：
（1）查询操作时，怎么能找到相应用户的节点？
考虑到用户名的唯一性，所以将用户名作为AVL树的关键词，以字符串来比较大小，进行排序，重定义userNode类的比较操作符，只比较IP,因此，在查询的时候，新建一个userNode的对象，其IP赋值为所要查询的IP，然后调用查找函数，可找到对应的点
（2）AVL树的实现
看书，上网查询。
先了解二叉查找树（BST）的实现，二叉查找树（BST）是一种很好的数据结构，它的特点是，对其任一节点，都满足该节点的左子树的所有点的值都小于该节点，而右子树则是大于。
我采用链表来实现它，创建关于节点的一个类Node，内含描述该节点的值，及左右指针。
我定义insert_node（）函数来实现新节点的插入。
AVL树相对于BST树，多了平衡两字，树都有高度，而AVL树就是要求每一个节点的左子树和右子树的高度差不超过1，这样就能使其尽可能的减小整棵树的高度，使时间复杂度能稳定在O（logN）,但我们不可能去约束用户的输入，因此，引入了四种旋转：
是新插入的节点
图3右旋
图4左旋
图5先右旋再左旋
图6先左旋再右旋
（3）修改密码或删除用户后如何返回上一界面？
经反复修改，未果，遂放弃。
2.调试错误分析：
（1）登陆时密码要正确。
图7用户登录界面
（2）登陆时用户要存在
图8用户不存在界面
（3）新建用户名不能已存在
图9用户名已存在界面
四、测试结果分析：
1）主界面
图10主界面
2）登录界面
图11登录界面
3）注册界面
图12注册界面
4）树图
图13树形图界面
5）修改密码
图14修改密码
6）删除用户
图15删除用户界面
五、附录：
Node.h
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classuserNode
{
private:
stringname;
stringpassword;
shortintheight;
public:
userNode*left;
userNode*right;
userNode（conststring&name,conststring&password）;
userNode（constuserNode&temp）;
voidsetName（conststring&name）;
voidsetPassword（conststring&password）;
stringgetName（）;
stringgetPassword（）;
intgetHeight（）;
voidchangeHeight（constintheight）;//改变树的高度
boolcheckName（conststring&name）;
};
Tree.h
#include"node.h"
#include
classtree
{
private:
userNode*root;
public:
tree（）;
~tree（）;
voidinsert_node（userNode*&t,userNode&temp）;
voidinsert_node（userNode&temp）;//新建一个节点
voidremove（userNode*&r,userNode*&temp）;
voidremove（userNode*&temp）;//删除一个节点
voidclear（userNode*t）;
voidclear（）;
voidprint（）;
voidprint（intindex,userNode*r）;//输出一棵树
voidPrint（）;
voidPrint（ofstream&ofile,userNode*&r）;//写入文件
voidrotateL（userNode*&r）;//左旋
voidrotateR（userNode*&r）;//右旋
voidrotateDoubleLR（userNode*&r）;//左右旋
voidrotateDoubleRL（userNode*&r）;//右左旋
voidrightBalance（userNode*&r）;
voidleftBalance（userNode*&r）;
userNode*findNode（strings）;//搜索一个节点
userNode*searchLeftMaxNode（userNode*&r,userNode*&R）;
};
Frame.h
#include"tree.h"
classframe
{
treemyTree;
public:
frame（）;
voidview（）;//显示主界面
voidLogin（）;//登录界面
voidtestInsert（）;//插入一个节点
voidprintTree（）;//画出一棵树
};
Node.cpp
#include"node.h"
voiduserNode:
:
setName（conststring&name）
{
this->name=name;
}
voiduserNode:
:
setPassword（conststring&password）
{
this->password=password;
}
stringuserNode:
:
getName（）
{
returnname;
}
stringuserNode:
:
getPassword（）
{
returnpassword;
}
intuserNode:
:
getHeight（）
{
returnthis==NULL?
-1:
height;
}
voiduserNode:
:
changeHeight（constinth）
{
height=h;
}
booluserNode:
:
checkName（conststring&name）
{
if（this->name==name）returntrue;
elsereturnfalse;
}
userNode:
:
userNode（conststring&name,conststring&password）
{
this->name=name;
this->password=password;
height=0;
left=NULL;
right=NULL;
}
userNode:
:
userNode（constuserNode&temp）
{
this->name=temp.name;
this->password=temp.password;
height=0;
left=NULL;
right=NULL;
}
Tree.cpp
#include"tree.h"
#include
//构造函数
tree:
:
tree（）
{
root=NULL;
}
voidtree:
:
insert_node（userNode&temp）
{
insert_node（root,temp）;
}
voidtree:
:
insert_node（userNode*&r,userNode&t）
{
if（r==NULL）
{
r=newuserNode（t）;//若树为空，直接新建节点
}
elseif（r->getName（）==t.getName（））//若节点值相等，则用户名重复
{
return;
stringrename;
cout<<"用?
户§名?
"<经-存?
在ú，?
请?
修T改?
"<cin>>rename;
t.setName（rename）;
insert_node（r,t）;
}
elseif（r->getName（）>t.getName（））
{
insert_node（r->left,t）;
if（r->left->getHeight（）-r->right->getHeight（）==2）
{
rightBalance（r）;
}
}
elseif（r->getName（）{
insert_node（r->right,t）;
if（r->right->getHeight（）-r->left->getHeight（）==2）
{
leftBalance（r）;
}
}
r->changeHeight（max（r->left->getHeight（）,r->right->getHeight（））+1）;
}
//移除
voidtree:
:
remove（userNode*&r,userNode*&temp）
{
if（r==NULL）
{
return;
}
elseif（temp->getName（）getName（））
{
remove（r->left,temp）;
if（r->right->getHeight（）-r->left->getHeight（）==2）
leftBalance（r）;
}
elseif（temp->getName（）>r->getName（））
{
remove（r->right,temp）;
if（r->left->getHeight（）-r->right->getHeight（）==2）
rightBalance（r）;
}
else
{
if（r->left==NULL）
{
userNode*q=r;
r=r->right;
deleteq;
}
elseif（r->right==NULL）
{
userNode*q=r;
r=r->left;
deleteq;
}
else{
userNode*R;
r=searchLeftMaxNode（r,R）;
remove（r->left,R）;
if（r->right->getHeight（）-r->left->getHeight（）==2）
leftBalance（r）;
}
}
if（r）
r->changeHeight（max（r->left->getHeight（）,r->right->getHeight（））+1）;
}
voidtree:
:
remove（userNode*&temp）
{
remove（root,temp）;
}
voidtree:
:
print（）
{
print（0,root）;
}
voidtree:
:
print（intindex,userNode*r）
{
if（r）
{
print（index+8,r->right）;
cout<getName（）<<"（"<left->getHeight（）-r->right->getHeight（）<<"）"<print（index+8,r->left）;
}
}
voidtree:
:
Print（ofstream&ofile,userNode*&r）
{
if（r）
{
Print（ofile,r->left）;
ofile<getName（）<<","<getPassword（）<<'\n';
Print（ofile,r->right）;
}
}
voidtree:
:
Print（）
{
userNode*p=root;
ofstreamofile;
ofile.open（"user.txt"）;
assert（ofile.is_open（））;
Print（ofile,p）;
ofile.close（）;
}
voidtree:
:
rotateL（userNode*&r）
{
userNode*R=r->right;
r->right=R->left;
R->left=r;
r->changeHeight（max（r->left->getHeight（）,r->right->getHeight（））+1）;
R->changeHeight（max（R->left->getHeight（）,r->getHeight（））+1）;
r=R;
}
voidtree:
:
rotateR（userNode*&r）
{
userNode*L=r->left;
r->left=L->right;
L->right=r;
r->changeHeight（max（r->left->getHeight（）,r->right->getHeight（））+1）;
L->changeHeight（max（L->left->getHeight（）,r->getHeight（））+1）;
r=L;
}
voidtree:
:
rotateDoubleLR（userNode*&r）
{
rotateL（r->left）;
rotateR（r）;
}
voidtree:
:
rotateDoubleRL（userNode*&r）
{
rotateR（r->right）;
rotateL（r）;
}
voidtree:
:
rightBalance（userNode*&r）
{
userNode*temp=r->left;
if（temp->left->getHeight（）-temp->right->getHeight（）==-1）
rotateDoubleLR（r）;
elserotateR（r）;
}
voidtree:
:
leftBalance（userNode*&r）
{
userNode*temp=r->right;
if（temp->left->getHeight（）-temp->right->getHeight（）==1）
rotateDoubleRL（r）;
elserotateL（r）;
}
userNode*tree:
:
findNode（strings）
{
userNode*r=root;
while（r）
{
if（s==r->getName（））
returnr;
elseif（sgetName（））
r=r->left;
elseif（s>r->getName（））
r=r->right;
}
returnNULL;
}
userNode*tree:
:
searchLeftMaxNode（userNode*&r,userNode*&R）
{
boolLeft=false,Right=true;
userNode*q=NULL;
R=r;
if（r->left->left==NULL&&r->left->right==NULL）
{
q=r;
r=r->left;
q->left=NULL;
r->left=q;
r->right=q->right;
q->right=NULL;
R=q;
}
else{
if（r->left）
r=r->left;
while（r->right）
{
if（r->right->right==NULL）
q=r;
r=r->right;
Right=false;
}
if（Right）
{
if（r->left）
{
q=r;
r=r->left;
q->left=NULL;
}
}
r->left=R->left;
r->right=R->right;
R->left=NULL;
R->right=NULL;
q->right=R;
}
inttemp=r->getHeight（）;
r->changeHeight（R->getHeight（））;
R->changeHeight（0）;
returnr;
}
tree:
:
~tree（）
{
clear（）;
}
voidtree:
:
clear（）
{
clear（root）;
}
voidtree:
:
clear（userNode*t）
{
if（t==NULL）return;
if（t!
=NULL）
{
clear（t->left）;
clear（t->right）;
deletet;
}
t=NULL;
}
Frame.cpp
#include"frame.h"
#include
frame:
:
frame（）
{
fstreamfile（"user.txt"）;
chars[50];
userNode*userPeople;
while（!
file.eof（））
{
file.getline（s,50）;
for（inti=0;i{
if（s[i]==','）
{
stringuser（&s[0],&s[i]）,pass（&s[i+1],&s[strlen（s）]）;
userPeople=newuserNode（user,pass）;
myTree.insert_node（*userPeople）;
break;
}
}
}
file.close（）;
}
voidframe:
:
view（）
{
while
（1）
{
system（"cls"）;
//cout<<"1、￠登?
录?
"<册á"<
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