教学计划编制问题课程设计.docx
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教学计划编制问题课程设计
信息与电气工程学院
课程设计说明书
(2015/2016学年第一学期)
课程名称:
软件算法分析与设计
题目:
教学计划编制
专业班级:
计算机1401
********
学号:
*********
*******
设计周数:
一周
设计成绩:
2016年1月13日
一、课题的主要功能
1.1程序的功能
大学的每个专业都要制订教学计划。
假设任何专业都有固定的学习年限,每学年含两学期,每学期的时间长度和学分上限均相等。
每个专业开设的课程都是确定的,而且课程在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。
本程序针对本科的学期内容,通过输入实际的课程及先后关系。
结合每学期的学分及课程数,制定好学习计划。
在输入相关数据后,程序会安排好每学期的课程。
1.2.输入输出的要求
输入参数包括:
学期总数,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)、学分和直接先修课的课程号。
输出要求输出各门课程所对应的学分,以及每学期各门课程的安排。
1.3运行环境
1.WINDOWS7系统
2.Vc++6.0编译环境
1.4开发工具
C语言
二、概要设计
2.1所负责的程序的模块
LocateVex():
图的邻接表存储的基本操作
CreateGraph():
构造生成树
Display():
输出图的邻接矩阵
FindInDegree():
求顶点的入度
2.2模块的层次结构及调用关系
2.3模块的主要功能
见“详细设计”-“主要函数流程图”
2.4数据结构和数据库结构
储存的数据为结构体类型数组,以及结构体单链表结点类型。
1typedefstructArcNode
弧所指定点位置
指向下一条弧的指针
网的权值指针
int
struct
InfoType
2typedefstruct
顶点信息
第一个表结点的地址
VertexType
ArcNode
三.主要功能的实现
3.1采用C语言定义相关的数据类型。
其中包括字符常量,整型,字符型,字符串型,typedef定义的类型,结构体型,单链表节点类型,结构体数组。
3.2主要函数的流程图
1.LocateVex():
图的邻接表存储的基本操作。
由初始条件:
图G存在,u和G中顶点有相同特征转而进行判断,若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1。
2.CreateGraph():
构造生成图。
采用邻接表存储结构,构造没有相关信息的图G(用一个函数构造种图)。
3.Display():
输出图的邻接矩阵。
采用循环设置输出图的邻接矩阵。
4.FindInDegree():
求顶点的入度。
所负责的部分程序:
/*图的邻接表存储的基本操作*/
intLocateVex(ALGraphG,VertexTypeu)
{/*初始条件:
图G存在,u和G中顶点有相同特征*/
/*操作结果:
若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1*/
inti;
for(i=0;iif(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0)
returni;
return-1;
}
StatusCreateGraph(ALGraph*G)
{/*采用邻接表存储结构,构造没有相关信息的图G(用一个函数构造种图)*/
inti,j,k;
VertexTypeva,vb;
ArcNode*p;
printf("请输入教学计划的课程数:
");
scanf("%d",&(*G).vexnum);
printf("请输入拓扑排序所形成的课程先修关系的边数:
");
scanf("%d",&(*G).arcnum);
printf("请输入%d个课程的代表值(<%d个字符):
\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/
{scanf("%s",(*G).vertices[i].data);
(*G).vertices[i].firstarc=NULL;
}
printf("请输入%d个课程的学分值(<%d个字符):
\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/
{scanf("%s",(*G).verticestwo[i].data);
}
printf("请顺序输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔):
\n");
for(k=0;k<(*G).arcnum;++k)/*构造表结点链表*/
{scanf("%s%s",va,vb);
i=LocateVex(*G,va);/*弧尾*/
j=LocateVex(*G,vb);/*弧头*/
p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
p->adjvex=j;
p->info=NULL;/*图*/
p->nextarc=(*G).vertices[i].firstarc;/*插在表头*/
(*G).vertices[i].firstarc=p;
}
returnOK;
}
voidDisplay(ALGraphG)
{/*输出图的邻接矩阵G*/
inti;
ArcNode*p;
switch(G.kind)
{caseDG:
printf("有向图\n");
}
printf("%d个顶点:
\n",G.vexnum);
for(i=0;iprintf("%s",G.vertices[i].data);
printf("\n%d条弧(边):
\n",G.arcnum);
for(i=0;i{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{printf("%s→%s",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data);
p=p->nextarc;
}
printf("\n");
}
}
voidFindInDegree(ALGraphG,intindegree[])
{/*求顶点的入度,算法调用*/
inti;
ArcNode*p;
for(i=0;iindegree[i]=0;/*赋初值*/
for(i=0;i{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{indegree[p->adjvex]++;
p=p->nextarc;
}
}
}
3.3画出各函数的调用关系图
四、程序调试
4.1测试数据:
准备典型的测试数据和测试方案,包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。
数据如下:
学期总数:
6;
学分上限:
10;
该专业共开设课数:
12
课程号:
从C01到C12;
学分顺序:
2,3,4,3,2,3,4,4,7,5,2,3。
先修顺序(有向图表示):
4.2使用说明
输入学期总数,学分上限,课程数,先修关系边数
输入课程代表符号:
输入相对学分值:
回车,将显示顶点的个数和弧的条数
输入完成后执行可得到每个学期的课程计划结果
五.总结体会
虽这门课程让我从C语言基础再深入的了解了软件开发的复杂性。
对以往模糊的经验,起了总结提升的作用。
在学习了这门课程后,我们进行了1个星期的课程设计,来实践我们所学这门课的内容。
由于程序十分的复杂,遇到了很多常见的语法错误,及逻辑错误。
这需要我们不断的调试分析。
符号的格式之类,指针的用法,判断输入输出的条件都是十分容易出错的地方。
在逐条排除,向同学老师请教后,程序终于得以完成。
这让我明白了,解决问题,要细心认真,集思广益,这样才能把问题解决。
六、附录
6.1参考书目
1黄同成,黄俊民,董建寅.数据结构[M].北京:
中国电力出版社,2008
2董建寅,黄俊民,黄同成.数据结构实验指导与题解[M].北京:
中国电力出版社,2008
3严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].北京:
清华大学出版社,2002
4唐策善,李龙澍,黄刘生.数据结构—用C语言描述[M].北京:
高等教育出版社,2001
6.2源程序清单(带注释)
#include
#include
#include//malloc()等
#include//INT_MAX等
#include//EOF(=^Z或F6),NULL
#include//atoi()52
#include//eof()
#include//floor(),ceil(),abs()
#include//exit()
#include//cout,cin
//函数结果状态代码
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASIBLE-1
typedefintStatus;//Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等
typedefintBoolean;//Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE
#defineMAX_NAME10
/*顶点字符串的最大长度*/
#defineMAXCLASS100
intZ=0;
intX=0;
intxqzs,q=1,xfsx;
typedefintInfoType;
typedefcharVertexType[MAX_NAME];/*字符串类型*/
/*图的邻接表存储表示*/
#defineMAX_VERTEX_NUM100
typedefenum{DG}GraphKind;/*{有向图,有向网,无向图,无向网}*/
typedefstructArcNode
{
intadjvex;/*该弧所指向的顶点的位置*/
structArcNode*nextarc;/*指向下一条弧的指针*/
InfoType*info;/*网的权值指针)*/
}ArcNode;/*表结点*/
typedefstruct
{
VertexTypedata;/*顶点信息*/
ArcNode*firstarc;/*第一个表结点的地址,指向第一条依附该顶点的弧的指针*/
}VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];/*头结点*/
typedefstruct
{
AdjListvertices,verticestwo;
intvexnum,arcnum;/*图的当前顶点数和弧数*/
intkind;/*图的种类标志*/
}ALGraph;
/*图的邻接表存储的基本操作*/
intLocateVex(ALGraphG,VertexTypeu)
{/*初始条件:
图G存在,u和G中顶点有相同特征*/
/*操作结果:
若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1*/
inti;
for(i=0;iif(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0)
returni;
return-1;
}
StatusCreateGraph(ALGraph*G)
{/*采用邻接表存储结构,构造没有相关信息的图G(用一个函数构造种图)*/
inti,j,k;
VertexTypeva,vb;
ArcNode*p;
printf("请输入教学计划的课程数:
");
scanf("%d",&(*G).vexnum);
printf("请输入拓扑排序所形成的课程先修关系的边数:
");
scanf("%d",&(*G).arcnum);
printf("请输入%d个课程的代表值(<%d个字符):
\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/
{scanf("%s",(*G).vertices[i].data);
(*G).vertices[i].firstarc=NULL;
}
printf("请输入%d个课程的学分值(<%d个字符):
\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/
{scanf("%s",(*G).verticestwo[i].data);
}
printf("请顺序输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔):
\n");
for(k=0;k<(*G).arcnum;++k)/*构造表结点链表*/
{scanf("%s%s",va,vb);
i=LocateVex(*G,va);/*弧尾*/
j=LocateVex(*G,vb);/*弧头*/
p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
p->adjvex=j;
p->info=NULL;/*图*/
p->nextarc=(*G).vertices[i].firstarc;/*插在表头*/
(*G).vertices[i].firstarc=p;
}
returnOK;
}
voidDisplay(ALGraphG)
{/*输出图的邻接矩阵G*/
inti;
ArcNode*p;
switch(G.kind)
{caseDG:
printf("有向图\n");
}
printf("%d个顶点:
\n",G.vexnum);
for(i=0;iprintf("%s",G.vertices[i].data);
printf("\n%d条弧(边):
\n",G.arcnum);
for(i=0;i{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{printf("%s→%s",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data);
p=p->nextarc;
}
printf("\n");
}
}
voidFindInDegree(ALGraphG,intindegree[])
{/*求顶点的入度,算法调用*/
inti;
ArcNode*p;
for(i=0;iindegree[i]=0;/*赋初值*/
for(i=0;i{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{indegree[p->adjvex]++;
p=p->nextarc;
}
}
}
typedefintSElemType;/*栈类型*/
/*栈的顺序存储表示*/
#defineSTACK_INIT_SIZE10/*存储空间初始分配量*/
#defineSTACKINCREMENT2/*存储空间分配增量*/
typedefstructSqStack
{
SElemType*base;/*在栈构造之前和销毁之后,base的值为NULL*/
SElemType*top;/*栈顶指针*/
intstacksize;/*当前已分配的存储空间,以元素为单位*/
}SqStack;/*顺序栈*/
/*顺序栈的基本操作*/
StatusInitStack(SqStack*S)
{/*构造一个空栈S*/
(*S).base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
if(!
(*S).base)
exit(OVERFLOW);/*存储分配失败*/
(*S).top=(*S).base;
(*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
voidClearStack(SqStack*S)//清空栈的操作
{
S->top=S->base;
}
StatusStackEmpty(SqStackS)
{/*若栈S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE*/
if(S.top==S.base)
returnTRUE;
else
returnFALSE;
}
StatusPop(SqStack*S,SElemType*e)
{/*若栈不空,则删除S的栈顶元素,用e返回其值,并返回OK;否则返回ERROR*/
if((*S).top==(*S).base)
returnERROR;
*e=*--(*S).top;
returnOK;
}
StatusPush(SqStack*S,SElemTypee)
{/*插入元素e为新的栈顶元素*/
if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize)/*栈满,追加存储空间*/
{
(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof
(SElemType));
if(!
(*S).base)
exit(OVERFLOW);/*存储分配失败*/
(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;
(*S).stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*((*S).top)++=e;
returnOK;
}
typedefintpathone[MAXCLASS];
typedefintpathtwo[MAXCLASS];
StatusTopologicalSort(ALGraphG)
{/*有向图G采用邻接表存储结构。
若G无回路,则输出G的顶点的一个拓扑序列并返回OK,*/
/*否则返回ERROR。
*/
inti,k,j=0,count,indegree[MAX_VERTEX_NUM];
boolhas=false;
SqStackS;
pathonea;
pathtwob;
ArcNode*p;
FindInDegree(G,indegree);/*对各顶点求入度indegree[0..vernum-1]*/
InitStack(&S);/*初始化栈*/
for(i=0;iif(!
indegree[i])
{Push(&S,i);
//cout<<*G.vertices[i].data<}
/*入度为者进栈*/
count=0;/*对输出顶点计数*/
while(!
StackEmpty(S))
{/*栈不空*/
Pop(&S,&i);
a[i]=*G.vertices[i].data;
b[i]=*G.verticestwo[i].data;
printf("课程%s→学分%s",G.vertices[i].data,G.verticestwo[i].data);
/*输出i号顶点并计数*/
++count;
for(p=G.vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc)
{/*对i号顶点的每个邻接点的入度减*/
k=p->adjvex;
if(!
(--indegree[k]))/*若入度减为,则入栈*/
{Push(&S,k);
//cout<<*G.vertices[i].data<}
}
}
if(count{printf("此有向图有回路\n");
returnERROR;
}
else
{printf("为一个拓扑序列。
\n");
has=true;
}
FindInDegree(G,indegree);/*对各顶点求入度indegree[0..vernum-1]*/
ClearStack(&S);
cout<<"======================课程计划如下==============================="<intqq=1;//学期数
intxxf;
while(qq<=xqzs)
{
intresult[20];
intrtop=0;
intnn=0;
//intccount=0;
//学期学分计算
xxf=0;
for(i=0;i{if(0==indegree[i])
{
Push(&S,i);
}
}
while(!
StackEmpty(S))
{
intbb;
Pop(&S,&i);
bb=atoi(G.verticestwo[i].data);
xxf=xxf+bb;
if(xxf>xfsx)
{
break;
}
indegree[i]--;
for(p=G.vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc)
{/*对i号顶点的每个邻接点的入度减*/
k=p->adjvex;
indegree[k]--;
/*if(!
(--indegree[k]))若入度减为,则入栈
{
Push(&S,k);