最便宜航空路线求解.docx
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最便宜航空路线求解
学号：
课程设计
题目
最便宜航空线路求解
学院
管理学院
专业
信息管理与信息系统
班级
姓名
指导教师
2014
年
07
月
03
日
课程设计任务书
学生：
专业班级：
信管
指导教师：
工作单位：
管理学院
题目：
最便宜航空线路求解
初始条件：
【问题描述】
飞机是远途旅行必不可少的工具，但是高昂的价格也令人颇费思量，因此人们往往宁愿用时间来换金钱而选择较慢的交通工具。
不过，当航班线路变得丰富之后，人们也发现很多时候选择直达航班往往并非最省钱的路径，比如飞往美国选择从国转机就比直飞要便宜多了（虽然这样有坠机的危险）。
这样一来，当采用曲线行进能达到省钱也省时间的目的时，坐飞机还是可以接受的。
为了能够更好地解决路径的选择问题，我们模拟一下通过合适的算法来选出最优航空线路。
参考flight.qunar./上的数据，自选至少10个城市和至少20条航线（不含中转），要求任意两城市间都可达（这并不意味着两个城市之间就一定有直飞航班，比如大陆到），且至少有2条可选飞行路线。
预先定义每条航线的最高定价，航线票价每季度都有折扣机会，但并非必须。
每条线路每季度的折扣率由随机函数产生，围是0.20～1.0（小数点后取两位）。
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求、说明书撰写等具体要求）
本程序不考虑机场建设费和燃油附加费，只计算机票价格，将其作为路径上的权值处理，耗费矩阵存储结构自行选择。
在真实的情形中，同一线路每天可能有许多航班，也可能每周只有一两趟航班，即便同一天的航班早晚价格也可能有所不同。
为简便计，假定每条线路每天只有一趟航班，不考虑航空公司的差别。
时间安排：
序号
设计容
所用时间
1
问题分析和任务定义
0.5天
2
数据类型和系统设计
0.5天
3
编码实现和静态检查
3天
4
上机准备和上机调试
2天
5
总结和整理设计报告
1天
合计
7天
指导教师签名：
2014年06月25日
系主任（或责任教师）签名：
2014年06月25日
最便宜航空线路求解
1.需求分析
1.1基本要求
（1）所有原始数据一律事先用文本文件保存，读入数据时从文件获取。
（2）航班价格可以用随机函数生成，但建议从网上直接复制真实数据。
（3）可输出所有城市名称以及每一城市所有可直飞到达的城市列表。
（4）可输出任一指定直飞线路（若没有则显示无直飞航班）四个季度的全票和折扣价格。
（5）输入月份、起始城市和目的城市名称，程序能显示出最经济的中转路线选择方案。
1.2输入
（1）从文件read.txt中读取不同城市之间（共10个城市）不同航线（共24条航线）的最高价格输入，四个季度有相同的最高价格。
（2）每条线路每季度的折扣率由随机函数产生，围是0.20～1.00（小数点后取两位），四个季度有不同的折扣。
（3）运行程序时需根据要求从键盘输入相应指令，保证程序的正确运行。
1.3输出
（1）输出所有城市名以及每一城市所有可直飞到达的城市列表（按城市名拼音升序排列）：
始发地可直飞目的地
首尔
……
首尔台北
……
（2）输出指定线路四个季度的折扣和全价：
输入：
-台北
输出：
无直飞航班
输入：
-
输出：
季度全票价格折扣折后价格（不计小数，四舍五入）
112406.5806
211927.0834
314754.6679
412308.71070
（3）输入月份、起始城市和目的城市名称，输出最佳方案：
输入：
5-台北
输出：
最佳线路：
-，1503，-台北，791，合计2294
输入：
7-首尔
输出：
最佳线路：
-，880，-首尔，773，合计1653
输入：
10-
输出：
最佳线路：
-，278，合计278
……
1.4测试数据
文本文件read.txt容：
（1）读文本文件read.txt。
若文件名输入正确且文件无错误，则显示主菜单。
若文件名输入错误或文件有错误，则显示“打开输入文件出错”。
（2）根据主菜单提示选择需要执行的功能。
若输入功能序号在0—4之间，则执行相应的功能。
若输入功能序号不在0—4之间，则显示“出错啦!
!
!
请在0-4之间选择!
!
”和主菜单，需重新选择。
（3）选择1，输出城市列表及相应代码。
（4）选择2，输出所有城市名以及每一城市所有可直飞到达的城市列表（按城市名拼音升序排列）。
（5）选择3，先显示城市列表及相应代码，方便后面的输入操作，根据提示“请输入起始城市和目的城市的代码，中间以空格隔开，围（1--10）”输入两个城市代码，若两城市间有直飞航班则显示指定线路四个季度的折扣和全价。
若两城市间无直飞航班则显示“无直飞航班”。
（6）选择4，显示“请输入月份（请在1-12之间选择）：
”若月份输入正确，则先显示城市列表及相应代码，方便后面的输入操作，根据提示“请输入起始城市和目的城市的代码，中间以空格隔开，围（1--10）”输入两个城市代码，若代码输入正确，则显示最佳方案。
若月份输入错误，则显示“输入出错”。
若城市代码输入错误，则显示“出错啦!
!
!
”。
（7）选择0，则直接退出程序。
（8）在每一个功能执行完后，都会提示继续执行还是返回主菜单。
1.5无向带权费用图
2.概要设计
2.1抽象数据类型定义
本程序运用了关于图这种数据结构，它的抽象数据类型定义如下：
typedefstructunDiGraph
{
intnumVerts;//结点
costAdjcost;//邻接矩阵
}unDiGraph,*UNG;
基本操作：
unDiGraph*CreateCostG（）
操作结果：
构造带权（费用）图。
PathMat*Floyed（unDiGraph*D）
操作结果：
Floyed函数
求任意两点的最短路径。
2.2主程序流程及各程序模块之间的层次（调用）关系
pr（i,0）Floyed（）Floyed（）
pr（Bcity,0）pr（Bcity,0）
prn_pass（Bcity,Ecity）prn_pass（Bcity,Ecity）
pr（Ecity,0）pr（Ecity,0）
3.详细设计
3.1数据类型
（1）主界面包括
1.查看城市
2.输出所有城市名及所有可直飞到达的城市列表（按城市名拼音升序排列）
3.输入起始城市和目的城市名称，输出指定线路四个季度的折扣和全价
4.输入月份、起始城市和目的城市名称，输出最佳方案
0.退出程序
（2）程序的模块为
#include
#include
#include//需引用的头文件
#defineINF65535//定义一个最大数为无穷值,表示两城市之间无直飞航班
#defineMAX23
typedefintcostAdj[MAX+1][MAX+1];//图邻接矩阵从1开始记数
intPath[MAX+1][MAX+1];//图邻接矩阵从1开始记数
typedefstructunDiGraph
{
intnumVerts;//结点
costAdjcost;//邻接矩阵
}unDiGraph,*UNG;//图的定义
costAdjB,L;
voidpr（inti）//选择城市
voidpri（）//输出城市
unDiGraph*CreateCostG（）//构造带权（费用）图返回首地址G：
voidFloyed（unDiGraph*D,unDiGraph*M）//Floyed函数求任意两点的最短路径：
voidprn_pass（inti,intj）//为了求从i到j的最短路径，只需要调用如下的过程
voidf_money1（）//输出所有城市名及所有可直飞到达的城市列表（按城市名拼音升序排列）
voidf_money2（）//输入起始城市和目的城市名称，输出指定线路四个季度的折扣和全价
voidf_money4（）//输入月份、起始城市和目的城市名称，输出最佳方案
intLineNumStat（FILE*fp）//统计文本文件的行数
voidmain（）//main函数
3.2伪码算法
（1）pr（）选择城市
begin
0=>h
Ifj=0thenh=i
Elseifj=1inputadd[i].a
Switch条件选择print城市名
End
（2）pri（）输出城市
begin
Print城市代码
1=>i
Whilei<=c_number
{
Printi
调用pr（）函数
}
End
（3）unDiGraph*CreateCostF（into）飞机花费的存贮功能
Begin
0=>a,0=>b,1=>h
Wuhan[10],Beijing[10],Xiamen[10],Guangzhou[10],Dalian[10],
Shanghai[10],Changsha[10],Shenzhen[10],Zhengzhou[10],Tianjin[10]
G=（unDiGraph*）malloc（sizeof（unDiGraph）
If!
GthenNULL
1=>i
Whilei{
WhilejINF=>G->cost[i][j]初始化使G->cost[i][j]为无穷。
}
c_number=>G->numVerts
while（!
feof（fp））
fscanffp,"%f%f%f%f%f%f%f%f%f%f",&Wuhan[i],&Beijing[i],&Xiamen[i],&Guangzhou[i],&Dalian[i],&Shanghai[i],&Changsha[i],&Shenzhen[i],&Zhengzhou[i],&Tianjin[i]
for（0=>j;j{
Wuhan[j-1]=>G->cost[j][1]
Beijing[j-1]=>G->cost[j][2]
Xiamen[j-1]=>G->cost[j][3]
Guangzhou[j-1]=>G->cost[j][4]
Dalian[j-1]=>G->cost[j][5]
Shanghai[j-1]=>G->cost[j][6]
Changsha[j-1]=>G->cost[j][7]
Shenzhen[j-1]=>G->cost[j][8]
Zhengzhou[j-1]=>G->cost[j][9]
Tianjin[j-1]=>G->cost[j][10]
}
return（G）;
}
End
（4）Floyed（unDiGraph*D,unDiGraph*M）函数Floyed函数求任意两点的最短路径
Begin
c_number=>n
1=>i
while（i<=n）
{
1=>j
while（j<=n）
{
D->cost[i][j]=>A[i][j]初始化矩阵A。
M->cost[i][j]=>C[i][j]
-1=>Path[i][j]初始化矩阵p,置-1.
}
}
for（0=>k;k<=n;k++）为逐步加入的中间结点
{
for（0=>i;i<=n;i++）i为A中行号
{
for（0=>j;j<=n;j++）
if（A[i][k]+A[k][j]then{A[i][k]+A[k][j]=>A[i][j]
K=>Path[i][j]若i经过k到j比i到j小，则令A[i][j]=A[i][k]+A[k][j]
A[i][j]=>B[i][j]
}
else{
A[i][j]=>B[i][j]
}
}
}
print最短路径为:
End
（5）prn_pass（inti,intj）输出最短路径所经过的点
Begin
If（Path[i][j]!
=-1）
{
递归调用prn_pass（i,Path[i][j]）
调用pr（Path[i][j],0）
}
End
（6）f_money1（）输出方式1函数
Begin
l
1=>h
do{
Print始发地可直飞目的地
Print
Print天津
Print
Print
Print天津
Print天津
Print天津
Print
Print
Print
Print1.继续输出所有城市名以及每一城市所有可直飞到达的城市列表2.返回主菜单清选择...
inputl输入1或2选择是否继续。
1=>h
}
End
（7）f_money2（）输出方式2函数
Begin
1=>h
Bcity,Ecity//起始成市和终点城市
l
money[4]
i,j
s,w
discount[4]
while（h==1）
{
print请输入起始城市和目的城市的代码，中间以空格隔开，围（1--%d,c_number
inputBcity
inputEcity输入起始城市和终点城市的代码。
if（!
（（0=Ecity））
thenprint出错啦!
!
!
exit
（1）
Floyed（CreateTimeF（0）,CreateCostF（0））调用Floyed函数。
pr（Bcity,0）显示起始城市。
prn_pass（Bcity,Ecity）调用prn_pass函数，显示最短路径经过的城市。
pr（Ecity,0）显示终点城市。
if（B[Bcity][Ecity]>5000||L[Bcity][Ecity]>10000）
thenprint无直飞航班
else
{Print"季度全票价格折扣折后价格（不计小数，四舍五入）\n"
srand（（unsigned）time（NULL））随机种子
for（0=>j;j<4;j++）
{
for（0=>i;i<100;i++）
{
if（!
（i%10））
rand（）%80+20=>w
w/100=>s
break;
}
s=>discount[j]
}
for（0=>i;i<4;i++）
{
（floatdiscount[i]*B[Bcity][Ecity]=>money[i]
Print"%d%d%.2lf%.lf\n",i+1,B[Bcity][Ecity],discount[i],money[i]）;
Print“打折前的费用是%d元\n",L[Bcity][Ecity]
}
Print1.继续输入起始城市和目的城市名称，输出指定线路四个季度的折扣和全价\n2.返回主菜单\n清选择...
inputl输入1或2选择是否继续。
1=>h
}
End
（8）f_money3（）输出方式3函数
Begin
1=>h
Bcity,Ecity起始成市和终点城市
L
money
i,j
s,w
discount[4]
M
month
quarter
do{
Print"请输入月份（请在1-12之间选择）：
"
Inputmonth
if（month>=12||month<=1）
{
Print"输入出错！
\n"
exit
（1）;
}
pri（）输出城市列表及相应代码。
print请输入起始城市和目的城市的代码，中间以空格隔开，围（1--%d,c_number
inputBcity
inputEcity输入起始城市和终点城市的代码。
if（!
（（0=Ecity））
{
Print\n出错啦!
!
!
\n"输入出错
exit
（1）关闭所有文件，终止正在执行的程序
}
Floyed（CreateCostF（0））调用Floyed函数。
if（B[Bcity][Ecity]>5000）
{
print无航班\n"
}
else{
srand（（unsigned）time（NULL随机种子
for（0=>j;j<4;j++）
{
for（0=>i;i<100;i++）
{
if（!
（i%10））
rand（）%80+20=>w
w/100=>s
break;
}
s=>discount[j]
}
if（1<=month<=3）
{
discount[0]=>m
1=>quarter
Print"你选择的是%d月，位于第%d季度,折扣是%.2lf\n",month,quarter,m
}
elseif（4<=month<=6）
{
discount[1]=>m
2=>quarter
Print"你选择的是%d月，位于第%d季度,折扣是%.2lf\n",month,quarter,m
}
elseif（7<=month<=9）
{
discount[2]=>m
3=>quarter
Print"你选择的是%d月，位于第%d季度,折扣是%.2lf\n",month,quarter,m
}
elseif（10<=month<=12）
{
discount[3]=>m
4=>quarter
Print"你选择的是%d月，位于第%d季度,折扣是%.2lf\n",month,quarter,m
}
（float）m*B[Bcity][Ecity]=>money
Print"最佳线路：
"
pr（Bcity,0）显示起始城市。
prn_pass（Bcity,Ecity）调用prn_pass函数，显示最短路径经过的城市。
pr（Ecity,0）显示终点城市。
Print"合计：
"
Print"%.lf\n",money
}
Print1.继续输入月份、起始城市和目的城市名称，输出最佳方案\n2.返回主菜单\n清选择...
inputl输入1或2选择是否继续。
1=>h
}
End
4.调试分析
4.1问题与解决办法
（1）声明变量语句的位置
我在运行的过程中一直出现这个错误（见下图），系统报错说未定义变量，但我确实定义过了，后来通过在网上XX资料才知道要把声明变量的语句得放到函数的最前面，而printf要放在 所有变量声明语句后面。
修改程序之后，那些错误果然没有了。
（2）文本文件的读取
程序在读取文本文件时总说打开文件出错，原因是read.txt中含有非法字符，删去即可。
而且在程序末尾要记得调用函数fclose（），关闭文件。
（3）把从文本文件读取的数据保存到数组中
编写这一部分的时候总是出现错误，主要是对指向数组的指针认识不清，通过这次编程对它有了更深的了解。
（4）scanf（"%s",&add[i].a）和printf（"%s",add[i-10].a）
在编写程序阶段，我最开始编写这两个函数的时候是scanf（"%c",&add[i].a）printf（"%c",add[i-10].a），当时没有看清add[i].a最初的定义，它其实是一个字符数组，所以在运行的时候老出错，后面慢慢研究和调试才知道在输入和输出的格式占位符应该用%s.
（5）随机函数的编写
我以前几乎没接触过随机函数，所以对其不是很了解。
刚开始的时候都不会写，后来在网上找实例，才知道其用法。
而且根据题目的要求产生折扣的围是0.20～1.0（小数点后取两位），所以要产生有小数围的不同随机数，就要用时间作为产生随机数的种子，并且通过取余运算和除以整数100来确定随机数的围。
另外还需引用以下头文件：
#include
#include
4.2算法的时空分析
（1）时间复杂度：
Floyed函数T（n）=O（n2+n3）
（2）空间复杂度：
本程序的空间复杂度均为S（n）=（n2）;即存放n2个节点数据辅助空间。
4.3经验和体会
（1）c语言的学习实践很重要。
自学习C语言以来，我们就没怎么练习上机实践能力，所以对于代码的敏感度不够，一个错误出现了，不是很容易发现。
在这次课程设计中，我就犯了很多高手认为很基础的错误，比如说：
printf函数的用法，变量声明的位置，还有就是指针数组的用法。
犯错误是不可避免的，但是我们要认真地去发现错误和修改错误。
我在运行后，知道自己的程序有错误，我首先一步一步慢慢看，慢慢分析，在整个程序中找不出来就将该部分分离出去进行测试，这样，就很容易找到问题所在了。
（2）编写c语言程序必须要细心，特别注意标点符号的书写。
同一个error可能要改个几遍才能改好，由于平时编程经历少的缘故，总感觉有些吃力，要解决这一问题就要自己找题目练习，而不是仅仅依赖于老师每次实验和考试。
另外通过程序的编写还发现自己在c语言编程方面存在不足，要继续加强练习。
（3）要善于利用身边的资源。
资源既包括网络资源也包括人力资源。
遇到一个问题先要通过网络查找解决办法，如果还是不能解决就要学会请教别人，毕竟身边有很多技术牛人和学长学姐，他们都给我很耐心地解答，让我很感动的同时也受益匪浅。
（4）通过这次课设对弗洛伊德算法有了更深刻的了解。
本次课程设计的问题归根到底是求最短路问题，用弗洛伊德算法求任意两点最短路径的过程比用迪杰斯特算法算n次的形式上更加简单，时间复杂度为O（n2+n3），是一个简便的算法。
5.用户使用说明
5.1使用程序的操作步骤
运行程序后输入存储输入数据的文件名，用户会看到程序的主菜单，根据标
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