车厢调度问题课程设计报告.docx
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车厢调度问题课程设计报告
山东交通学院
数据结构课程设计
车厢调度问题
院（系）别信息工程系
班级计算133
学号130811341
姓名闫琛
指导教师王成
时间2015-03-09—2015-03-20
课程设计任务书
题目车厢调度问题
系（部）信息科学与电气工程学院
专业计算机科学与技术
班级计算133
学生姓名闫琛
学号130811341
3月9日至3月20日共2周
指导教师（签字）
系主任（签字）
年月日
成绩评定表
作品成绩
报告成绩
口试（答辩）成绩
总评成绩
目录
1课程设计概述1
1.1车厢调度问题功能概述......................................................................................1
2车厢调度问题总体设计........................................................................................................1
2.1全局变量定义.............................................................................................................1
2.2栈的定义.......................................................................................................................2
3.算法设计............................................................................................................................2
3.1用到的进出栈算法基础知识...............................................................................2
3.2程序分析.......................................................................................................................2
3.2.2核心算法..........................................................................................................4
3.2.3主程序描述.....................................................................................................5
4.程序实现..........................................................................................................................5
4.1运行界面..................................................................................................................5
4.2不足之处...................................................................................................................7
5.设计体会...........................................................................................................................7
6.结束语.................................................................................................................................8
车厢调度问题
摘要：
通过输入车厢系列的编号n，求出所有可能由此输出的长度为n的车厢系列，用入栈出栈的方法，实现车厢调度，并演示每一种出栈序列的过程。
任务：
假设停在铁路调度站入口处的车厢系列的编号依次为1，2，3，…n。
设计一个程序,求出所有可能由此输出的长度为n的车厢系列。
关键字：
车厢,调度,栈,递归
1.引言
随着人民生活水平的提高，越来越多的人坐火车出去旅游，这也让火车车厢的量大量增大，也随之出现了一个问题，即合理的调度车厢，本课程设计即利用数据结构里的栈的知识，设计一个合理的算法，来解决此问题。
2.需求分析
假设停在铁路调度站入口处的车厢序列的编号依次为1，2，3,……，n,设计一个程序，求出所有可能的长度为n的车厢序列。
实现栈的顺序存储结构SqStack之上实现栈的基本操作，即实现栈类型。
程序对栈的基本操作必须借助于基本操作进行。
测试数据取n=3，4,程序输出的结果应该在屏幕上显示出来。
3.数据结构设计
2.1全局变量定义
typedef int SElemType;
typedef int Status;
int end;/*最后一个车厢的号码*/
long total=0;/*总的组合方案数目*/
2.2栈的定义
typedef struct stacklist
void Stack_init（SqStack *s）
void Stack_Push（SqStack *s,SElemType e）
SElemType Stack_Pop（SqStack *s）
Status Stack_Empty（SqStack *s）
Status Stack_Full（SqStack *s）
void Stack_printreverse（SqStack s）
3.算法设计
3.1用到的进出栈算法基础知识
（1）根据要求，了解可能要用到的算法：
3.1.1进栈（PUSH）算法
①若TOP≥ｎ时，则给出溢出信息，作出错处理（进栈前首先检查栈是否已满，满则溢出；不满则作②）；
②置TOP=TOP+1（栈指针加１，指向进栈地址）；
③S（TOP）=X，结束（X为新进栈的元素）；
3.1.2退栈（POP）算法
①若TOP≤0，则给出下溢信息，作出错处理（退栈前先检查是否已为空栈，空则下溢；不空则作②）；
②X=S（SOP），（退栈后的元素赋给X）；
③TOP=TOP-1，结束（栈指针减１，指向栈顶）。
3.2程序分析
3.2.1.栈的数据结构
typedef struct stacklist
{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;
void Stack_init（SqStack *s）
{
s->base=（SElemType *）malloc（end*sizeof（int））;
if（!
s->base） exit（0）;
s->top=s->base;
s->stacksize=end;
}
void Stack_Push（SqStack *s,SElemType e）
{
*（s->top）++=e;
}
SElemType Stack_Pop（SqStack *s）
{
if（s->top==s->base）
return 0;
return *（--（s->top））;
}
Status Stack_Empty（SqStack *s）
{
if（s->top==s->base）
return 1;
return 0;
}
Status Stack_Full（SqStack *s）
{
if（s->top-s->base==end）
return 1;
return 0;
}
void Stack_printreverse（SqStack s）
{
int *po;
po=s.base;
printf（"[%ld]:
",total）;
for（;po!
=s.top;）
printf（"%d ",*po++）;
printf（"\n"）;
}
3.2.2核心算法
void search（SqStack *inputPoint,SqStack *tempPoint,SqStack *outputPoint）
{
if（!
Stack_Empty（inputPoint））
{
Stack_Push（tempPoint,Stack_Pop（inputPoint））;
search（inputPoint,tempPoint,outputPoint）;
Stack_Push（inputPoint,Stack_Pop（tempPoint））;
}
if（!
Stack_Empty（tempPoint））
{
Stack_Push（outputPoint,Stack_Pop（tempPoint））;
search（inputPoint,tempPoint,outputPoint）;
Stack_Push（tempPoint,Stack_Pop（outputPoint））;
}
if（Stack_Full（outputPoint））
{
total++;
Stack_printreverse（*outputPoint）;
}
}
3.2.3主程序描述
void main（）
{
SqStack input,temp,output;
int i;
printf（"请输入车厢数（2-30）\n "）;
scanf（"%d",&end）;
/*初始化三个栈*/
Stack_init（&input）;
Stack_init（&temp）;
Stack_init（&output）;
/*将车厢号码进栈*/
for（i=end;i>=1;i--）
Stack_Push（&input,i）;
search（&input,&temp,&output）;
printf（"the total:
%ld\\n",total）;
getch（）;
}
4.程序实现
4.1运行界面
（1）运行主界面
（2）当输入n的值为3时，屏幕显示
（3）当输入n的值为4时，屏幕显示
4.2不足之处
我这个程序主要通过设置三个栈来实现，核心算法通过两次递归调用实现。
可以实现任务书里所要求的功能，但是也存在着不足之处，就是在运行界面，输出n值，按回车键，得到输出结果后，要想继续输入另一数值n,不能返回，只有退出，重新运行，才能输入得到输出结果。
5.设计体会
看到自己写的程序成功的运行真是种莫大的欣喜！
很多时候，总是感觉学到的东西不知何用，总想用学过的语言来写些程序，却一直不知道写些什么。
终于，机会来到了，数据结构课程设计，让我一下子回忆起了以前学到的很多语言，于是，就有了运用自己所学的所有语言分别来实现车厢的调度。
通过这个星期的课程设计，我的收获还是不少。
我的编程水平有了比较大的提高，虽然我做的程序里还有写问题，做的不够深入，但独立完成一个比较大一点的程序的经历也是很宝贵的。
6.结束语
本课程设计主要是为了实现解决以下问题的程序：
假设停在铁路调度站入口处的车厢序列的编号依次为1，2，3……N。
求出所有由此输出的长度为N的车厢序列。
我在解决这个问题时，用的是VisualC++来做到这点的。
参考文献
[1]严蔚敏。
《数据结构习题》，清华大学出版社
[2]许卓群，杨冬青。
《数据结构与算法》，高等教育出版社
[3]张乃孝，裘宗燕。
《数据结构—C++与面向对象的途经（修订版）》，高等教育出版社
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