数据结构课程设计.docx
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数据结构课程设计
数据结构课程设计
题目:
家谱管理系统设计与实现
姓名:
何健良
学号:
200814602013006
一.需求分析
1.记录某家族历代的家族成员情况及关系，对家谱的存储、更新、查询、统计等的操作。
2.存放记录家谱以后缀名为txt的文件形式记录家谱中各成员的信息。
3.家族成员信息中均包含以下内容:
如姓名、出生地、出生日期、死亡日期、性别、身高、学历、职业、职称。
4.能对修改后存盘的家谱文件进行随时的修改及更新，方便操作。
5.文件中打印的家谱及读出的家谱，应该形成树状的关系。
6.家谱建立好后，以Dos（或windows下的命令行模式）字符方式下运行。
7.显示第n代人的所有信息（即家谱所有人的信息），并查询家谱中已有姓名的信息。
8.按亲属关系的方式进行查询，输出上下亲属关系的姓名。
9.随意出进添加某人的孩子，及删除某人（若其存在后代，则一并删除）。
10.修改某人的信息。
11.统计家族中的相关信息（如:
平均寿命、平均身高、男女比例、家庭平均人口、平无（最高/低）学历等…..）
二.概要设计
采用二叉树进行家谱的管理，并以友好的输出形式展示，具有支持鼠标、全屏的可视化操作、树形显示家族，现程序涉及围绕家谱管理软件的类型，但基本操作者在”家谱”类型中。
1.定义”个人的信息”类型:
ADTPerson{
数据对象:
D={Pj|Pj={姓名、出生日期、性别、出生地、出生日期、死亡日期、学历、身高、职业、职称}，j=0,1,2,3……n,其中n>=0}
数据关系:
R={}
基本操作:
无
}ADTPerson
2.定义”家谱类型文件”类型
ADTFamilyTypeFile{
数据对象:
D={Aj|Aj属于person,j=1,2,3,……,n其中n>=1}
数据关系:
D中每个对象用特定的字符隔开,
R={|Aj属于D,j=1,2,3,……n,其中n>=1，String属于字符串类型，为Aj父亲姓名（若String=-1，Aj无父亲，若String=Aj的姓名，表示家谱文件结束）}
基本操作:
1.打开家谱类型文件（.txt），建立兄弟、孩子二叉树。
2.从内存读取兄弟、孩子二叉树，并建立家谱类型文件。
}ADTFamilyTypeFile
3.定义”家谱”类型
ADTFamily{
数据对象:
D={Aj|Aj属于Person,j=1,2,3……n其中n>=0}
数据关系:
V={|aj-1,aj属于D,j=2,3,…..n其中n>=2，且Aj-1与Aj为祖先与后代关系（parent），判断是否有后代，及其兄弟的关系，能过二叉链表表示}
基本操作:
1.显示某人信息。
2.修改某人信息。
3.增加某人孩子。
4.删除某人。
5.通过某人查找其双亲、孩子、兄弟。
}ADTFamily
三.详细设计
1.定义”个人信息”类型
structperson
{
charsex[10],birthaddress[20],birthday[14],deathday[20];//姓名，性别，出生地，生日
charname[20],parentname[30];
charwork[15],xueli[10],consort[20],zhiche[15];//职业学历配偶职称;
charstature[10];//身高
};
2.定义”家谱类型文件”类型
{//一个人的有关信息在磁盘文件中存储结构
DWORDres;
HANDLEhIn;
INPUT_RECORDmouseRec;
hIn=GetStdHandle（STD_INPUT_HANDLE）;//获取标准输入设备句柄
COORDpos={21,16},posa={33,27},posb={52,27};
buttona[10],b[2],c[2];
SetConsoleCursorPosition（hOut,pos）;
a[0].createbutton（pos,"姓名",14,236,hOut）;//姓名
pos.X+=30;
a[1].createbutton（pos,"性别",14,236,hOut）;//性别
pos.X+=12;
c[0].createbutton（pos,"男",14,236,hOut）;
pos.X+=4;
c[1].createbutton（pos,"女",14,236,hOut）;
pos.Y+=2;pos.X-=46;
a[2].createbutton（pos,"身高",14,236,hOut）;//身高
pos.X+=20;
SetConsoleCursorPosition（hOut,pos）;
cout<<"cm";
pos.X+=10;
a[3].createbutton（pos,"配偶",14,236,hOut）;
pos.Y+=2;pos.X-=30;
a[4].createbutton（pos,"出生时间",14,236,hOut）;//出生时间
pos.X+=30;
a[5].createbutton（pos,"死亡时间",14,236,hOut）;//死亡时间
a[5].pos1.X+=25;
SetConsoleCursorPosition（hOut,a[5].pos1）;
cout<<"（如1985.01.21）";
a[5].pos1.X-=25;
pos.Y+=2;pos.X-=30;
a[6].createbutton（pos,"学历",14,236,hOut）;//学历
pos.X+=30;
a[7].createbutton（pos,"职业",14,236,hOut）;//职业
pos.Y+=2;pos.X-=30;
a[8].createbutton（pos,"职称",14,236,hOut）;//职称
}
3.定义”家谱”类型
typedefstructbitnode
{
COORDpos;//光标位置
//intnodenum;
persona;
structbitnode*lchild,*rchild,*parent;
}bitnode,*bitree;
4.用于计算时间（寿命）函数类型
voidtime（doublea）//时间函数经过a秒后继续执行
{
clock_tstart,finish;
start=clock（）;
finish=clock（）;
while（（finish-start）/CLOCKS_PER_SECfinish=clock（）;
return;
}
5.用结构search存储快速查找
bitnode*search（bitree&,char*）;//查找
bitnode*search（bitree&T,charname[30]）//查找返回节点
{
bitnode*p,*q;
if（T）
{
if（!
strcmp（T->a.name,name））
returnT;
p=search（T->lchild,name）;
q=search（T->rchild,name）;
if（p）returnp;
elsereturnq;
}
returnT;
}
6.根据家谱的特点,采用孩子-兄弟的二叉树链表表示法来实现,其中,各功能（如,统计任一家庭、结果的打印、屏幕显示、全屏可视化、支持鼠标等）操作,各类实现如下。
以下是各功能类型的数据成员基本操作
classbutton//鼠标点击类
{
public:
friendBOOLmouseclickr（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标右键单击事件
friendBOOLmouseclickl（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标左键单击事件
friendvoidmousemove（HANDLE,HANDLE,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;
friendvoidmousemove1（HANDLE,HANDLE,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;
friendBOOLmousedoubleclick（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标双击事件
COORDpos1;
voidcreatebutton（COORD,char*,WORD,WORD,HANDLE）;//创建按钮
voidhidebutton（HANDLE,BOOL）;//隐藏按钮或显示按钮
intlen;
BOOLp;//控制按钮是否可见
WORDatt1,att0;//att1按钮的颜色，att0鼠标移动到按钮上时按钮的颜色
charbuttonname[30];
};
BOOLfullScreen（BOOL,button,HANDLE,HANDLE）;//全屏
voidsetmenu0（button*,int,HANDLE）;//初始化菜单
voidsetmenu1（button*a,intn,HANDLEh）;//设置菜单
BOOLframe1（HANDLE,HANDLE）;//退出对话框
BOOLframe2（HANDLE,HANDLE,char*）;//单按钮对话框
intframe3（HANDLE,HANDLE）;//退出对话框
voidwindows1（HANDLE,HANDLE）;家谱显示窗体1
voidwindows2（HANDLE,HANDLE,bitree&）;家谱显示窗体2
bitnode*cinnode（bitnode*,HANDLE）;//初始化时输入第一个节点
bitnode*cinnode1（bitnode*,HANDLE）;//用于修改
voidxiugai（bitnode*,HANDLE）;//修改功能
button*print1（bitree,button*,int,HANDLE）;//打印家谱
bitnode*searchperson（HANDLE,bitree）;//查询
voidclearscreen（HANDLE,COORD,COORD）;//清空屏幕的一块区域
intdelfile（char*）;//删除文件
bitreecreate（HANDLE,HANDLE）;//初始化
voiddestroy（bitnode*）;//销毁二叉树
voidsavefile（bitree&t）;//保存文件
bitreeopenfile（HANDLE）;//打开文件
voidstat（bitreet,double&age,float&stature,int&mannum,int&x,int&y,int&a,int&b）;//统计函数统计平均年龄身高，男女比例
voidcoutxueli（inta）;//输出统计后的学历
7.为使程序结构趋于清晰,分别使用dos下鼠标支持,window1（初如化后进入的界面1）,window2（打开文件后的界面2）,Create（创建新的家谱文件）,insert（添加新成员）,print（打印家谱）,del（删除成员）,savefile（文件的保存）,openfile（文件的打开）,统计家族情况将在下的功能介绍中得到相应的概述。
四.重要函数分析.
经上述的需求分析,及重要的数据类型进行描述后,开始对实现基本的几项功能,其中:
增加成员,修改成员资料,删除成员;数据的存取:
初始化数据,保存数据,读取数据;程序框架结构:
dos下界面形成,鼠标的应用等。
1.Dos下的鼠标应用功能
讲述上面基本功能前,首先,我们要实现如在Dos下应用鼠标操作,因为这是本课程设计的一个重要前提,而本程序设计则是应用到这个关键的策略。
本课程设计之前,我认为在DOS下应用鼠标是比较难以实现的事情,因为日常我们所见到在DOS下有鼠标的,应该是加载了某程序策略来加以实现,如GHOST软件。
现在可以借这次数据结构的课程设计来认识这个功能是如何实现的,经过网上资料搜集和查看相关的书籍。
最后应用到本课程设计中的部分策略如下:
#include
classbutton
{
public:
friendBOOLmouseclickr（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标右键单击事件
friendBOOLmouseclickl（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标左键单击事件
friendvoidmousemove（HANDLE,HANDLE,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;
friendvoidmousemove1（HANDLE,HANDLE,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;
friendBOOLmousedoubleclick（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）;//鼠标双击事件
COORDpos1;
voidcreatebutton（COORD,char*,WORD,WORD,HANDLE）;//创建按钮
voidhidebutton（HANDLE,BOOL）;//隐藏按钮或显示按钮
intlen;
BOOLp;//控制按钮是否可见
WORDatt1,att0;//att1按钮的颜色，att0鼠标移动到按钮上时按钮的颜色
charbuttonname[30];
};
BOOLmouseclickr（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）//鼠标单击右键则返回true
{
if（a.p）
{
if（mouseRec.EventType==MOUSE_EVENT）
{
if（mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X>a.pos1.X&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X<=a.pos1.X+a.len&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.Y==a.pos1.Y）
{
If（mouseRec.Event.MouseEvent.dwButtonState==RIGHTMOST_BUTTON_PRESSED）
{
if（mouseRec.EventType==MOUSE_EVENT）
{
if（mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X>a.pos1.X&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X<=a.pos1.X+a.len&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.Y==a.pos1.Y）
{
if（mouseRec.Event.MouseEvent.dwButtonState==RIGHTMOST_BUTTON_PRESSED）
{
DWORDres;
ReadConsoleInput（hIn,&mouseRec,1,&res）;
FillConsoleOutputAttribute（hOut,a.att1,a.len,a.pos1,NULL）;
returntrue;
}
else
returnfalse;
}
elsereturnfalse;
}
elsereturnfalse;
}
else
returnfalse;
}
else
returnfalse;
}
else
returnfalse;
}
elsereturnfalse;
}
BOOLmouseclickl（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）//鼠标单击左键则返回true
{
if（a.p）
{
………………………//省略部分代码段
BOOLmousedoubleclick（HANDLEhOut,HANDLEhIn,button&a,INPUT_RECORDmouseRec）//鼠标双击击按钮则返回true
{
if（a.p）
{
if（mouseRec.EventType==MOUSE_EVENT）
{
if（mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X>a.pos1.X&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.X<=a.pos1.X+a.len&&mouseRec.Event.MouseEvent.dwMousePosition.Y==a.pos1.Y）
{
if（mouseRec.Event.MouseEvent.dwEventFlags==DOUBLE_CLICK）
{
FillConsoleOutputAttribute（hOut,a.att1,a.len,a.pos1,NULL）;
returntrue;//
}
else
returnfalse;
}
else
returnfalse;
}
else
returnfalse;
}
elsereturnfalse;
}
在上述代码段的分析所知,本程序分别定义,鼠标的单击事件,双击事件,右键单击事件,左键单击事件,其中这让我体会最深刻的是,原来用C++语言在DOS下写一个鼠标事件是这么繁锁的事,因为我自己从事web程序开发,在WEB做鼠标事作,只要ONCLICk,doubleClick等提交javascript（自己设定的过程）就行了,根本就不用考虑编译器中已做的翻译.不过用C来实现,至少可以认识下如何在DOS下做操作的。
2.Dos下的界面显示
由于本程序设计是在Dos下运行,我们都知道,DOS下是没有图形界面的,因此,为了使界面美化及更人性化这个特点去出发,因此特意在本程序中应用到window类,其中在初始化进入前台时用voidwindows1（HANDLEhOut,HANDLEhIn）函数,显示出文件操作,方便调用保存好的家谱文件,同时,当经过windows1函数后,进入voidwindows2（HANDLEhOut,HANDLEhIn,bitree&t）函数窗口,这一步已经是打开了某个家谱文件后进入的窗口,初始化所有的基本功能及高极打印功能等。
其实在windows1函数是比较容易实现的事,只要调用相关的关键函数（如window类,button类[上面已分析],）基本可以实现,唯一是难于实现的是如果调用某家谱的文件呢?
这样涉及到文件的操作,其中更DEBUG调试出现了打开文件,提示有野指针的现象错误中提示到”DEBugAssertionFailed!
Dbgheap。
cexpression:
_CrtIsValidHeapPointer（pUserData）”经过相关的资料搜索,到现在DEBUG调试还没有得到答案,但是有replace调试中这个错误是被覆盖,但是这样不符合软件工程测试,希望老师能给出答案。
而关于windows2函数则是集成了本次程序设计的所有基本功能和高级功能在里面,这也是实现时间最长的一步,当中涉及到快速排序,栈的操作得的算法,知识的应用之广。
下面给出两个函数的部分代码。
voidwindows1（HANDLEhOut,HANDLEhIn）//操作窗口1
{
BOOLtal=true;
INPUT_RECORDmouseRec;
DWORDres;
hOut=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;//获取标准输出设备句柄
hIn=GetStdHandle（STD_INPUT_HANDLE）;//获取标准输入设备句柄
CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFObInfo;//窗口缓冲区信息
GetConsoleScreenBufferInfo（hOut,&bInfo）;//获取窗口缓冲区信息
COORDsize={600,600},posText={0,0};
SetConsoleScreenBufferSize（hOut,size）;//重新设置缓冲区大小
SMALL_RECTrc={10,20,100,52};//重置窗口位置和大小
SetConsoleWindowInfo（hOut,true,&rc）;
COORDp={1,1},poss={0,10},poss1={0,0},poss2={20,11};
COORDposa={40,5},pos1={10,15},posb={53,5},posc0={35,2};
COORDposc1={34,1},posc2={34,3},posc3={34,2},posc4={48,2};
FillConsoleOutputCharacter（hOut,'',bInfo.dwSize.X*bInfo.dwSize.Y-1,posText,NULL）;
FillConsoleOutputAttribute（hOut,14,bInfo.dwSize.X*bInfo.dwSize.Y-1,posText,NULL）;
SetConsoleTextAttribute（hOut,14）;//设置窗口属性
SetConsoleCursorPosition（hOut,p）;//设置光标的位置
………..//省
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