数据结构教学计划编制课程设计指导书.docx

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数据结构教学计划编制课程设计指导书

课程设计指导书

姓名

学号

班级

课程名称

数据结构

课程性质

专业必修课

设计时间

2010年12月1日——2010年12月20日

设计名称

教学计划编制

设计目的

使用MicrosoftVisualC++设计教学计划编制，并能够在程序设计中调用

设计要求

（1）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。

（2）允许用户指定下列两种编排策略之一：

一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀；二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。

（3）若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息；否则将教学计划输出到用户指定的文件中。

计划的表格格式自行设计。

设计思路

与

设计过程

运用图的拓扑排序对课程先修排列的实现，并调用递归完成拓扑排列。

设计过程：

用户输入信息后保存课程编排的具体信息

保存可以选择的课程

初始化要用到的各个数据再调用递归

递归函数，完成拓扑排序

统计该层递归可以选择的课程

当课程安排成功时将课程安排记录保存

根据客户要求输出相应的课程安排

负责输出课程信息

输出课程的联系

负责将课程信息写入文件

将课程的联系写入文件

计划与进度

12.01-13.03复习数据结构，了解数学计划编制；

12.04-12.07进行需求分析；

12.08-12.12进行总体设计；

12.13-12.16进行详细设计，代码实现各模块；

12.17-12.18进行程序调试；

12.19-12.20资料归档，填写相关文档。

任课教师

意见

备注

课程设计报告

课程：

数据结构

学号：

姓名：

班级：

教师：

时间：

2010.12.01~2010.12.20

计算机科学与技术系

设计名称：

教学计划编制

日期：

2010年12月15日

设计内容：

大学的每个专业都要制定教学计划。

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值均相等。

每个专业开设课程都是确定的，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。

设计目的与要求：

（1）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。

（2）允许用户指定下列两种编排策略之一：

一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀；二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。

（3）若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息；否则将教学计划输出到用户指定的文件中。

计划的表格格式自行设计。

设计环境或器材、原理与说明：

设计环境或器材：

硬件：

计算机软件：

ＭicrosoftVisualC++

设计原理说明：

运用图的拓扑排序对课程先修排列的实现，并调用递归完成拓扑排列。

设计过程（步骤）和部分程序代码（可以加页）：

存储结构设计

structCourseHead//表头结点的结构体，保存课程信息

{

intflag;//标记该门课程是否已经编排

intpriornum;//给课程的直接先修课的个数

charName[30];//课程的名字

charOfcourse[4];//课程号

floatScore;//学分

CourseLink*first;//以该门课程为先修的后修课程

};

structCourseLink//表头结点的链结点，即该门课程的后继课程

{

intIndex;//该课程在表头结点的下标，

CourseLink*next;//下一门与它有公共先修课的课程

};

structTopo//保存课程安排的最终结果

{

intlevel;//标记是否平均分配,

ArryInTopo*toporesualt;//一个一维数组保存课程的具体安排

Topo*next;//下一种课程安排的情况

};

structArryInTopo//用于保存课程编排的具体信息

{

intIndex;//保存课程的序号

intTime;//保存课程的开课时间

};

structZero//保存可以选择的课程

{

intzero;//课程在原始数据里的下标

Zero*next;//下一个可选课程结点的地址

};

主要算法设计

用到的函数的功能

voidInitData（）;//完成数据初始化

voidInitData（intnum）;//由课程数目num来完成数据的细节

floatInitData（char*b）;//方便判断输入数据的准确性而已

voidStartTopoSort（）;//初始化要用到的各个数据再调用递归

voidTopoSort（inttopotempsum,inttime）;//递归函数，完成拓扑排序，

voidCheck（intindex）;//当选择course[index]时，相应的课//程的priornum项要减一

voidCheckBack（intindex）;//当退选course[index]时，相应的课程

//的priornum项要加

intZERO（）;//统计该层递归可以选择的课程

//并且完成可选课程的记录

voidIfsuccessed（）;//当课程安排成功时将课程安排记录保存

//并对课程安排做评价

voidPrint（）;//根据客户要求输出相应的课程安排

voidprintf1（int）;//负责输出课程信息

voidprintf2（）;//输出课程的联系

voidprintf1（FILE*）;//负责将课程信息写入文件

voidprintf2（FILE*）;//将课程的联系写入文件

设计结果与分析（可以加页）：

分析:

在每一层递归开始时，必须将该层递归可以选择的课程选出来。

求出可以选择的课程数目n然后要考虑在此层递归中，如何选择课程的问题:

可以选一课，一直到最大的许可范围.这样便存在Cn1+Cn2+……+Cnn种情况，即2n-1种情况。

我开始是在每一层递归里面都建立的一个二位数组，保存每一种选课情况，0（不选），1（选），这样的话，存储空间会以2n的速度增加，那样效果相当的不好。

后来考了到，若过将上面的01串当成是一个数据的二进制表示，那么每一种情况都与一个数是对应的，这样便可以运用数的位运算来达到遍历每一种情况。

例如:

假设某一层递归时，它的可选课程有三门:

离散数学，数据结构，汇编语言，那么在该层递归里面就有23（8-1）种选择（不可能一门课程都不选，那样的话就没有实际意义），若果按照初始思路则要建立一个二维数组:

其中0代表不选则，1代表选择。

但是结果观察，如果将它的选项的二进制看做是数的表示，则分别对应与1，2，3，4，5，6，7（23-1）.于是可以在递归里面去掉二维数组，用数的位运算来求出选课的各个情况。

以下是其关键思路:

（详细的源代码在“教学计划编制.cpp”里）

For（i=1;i

{//考虑每一种情况

For（j=1;;）

{//位运算，遍历每一位二进制位

if（（i&j）==j）

{

//相应的操作，即选择该门课程

}

j=j<<1;

//下一个二进制位

}

}.

这样的话既可以节约存储空间，又可以加快运算（位运算效率高）.

设计体会与建议：

经过这次数据结构课程设计，我学习到:

一、不拘泥于课本，将学的知识转换为自己的知识，体会到将课本知识运用到实际问题中的重要性.学习课本也只是学习其思想方法，并不是全盘照搬.比如这次我的课程设计课题《教学计划编制》，实际就是图的拓扑排序，但是又不是简单的排序，要考虑到实际情况，假如就像书本上的那样思路写，其结果会很不全，因为在实际课程编排中课程并没有什么第一个后继或者第二个后继，而是只要它的先修课已经全部修完，那么它在什么时候修都可以，而不是一定要马上去修这门课程.

二、要与老师多交流，那样可以知道很多自己没有考虑过的问题.可以通过与老师交谈扩大自己的知识面，要明白一件事:

老师的知识面远远超过我们的，所以我们应该谦虚地向老师学习。

有不懂的地方要多多向老师请教。

三、这次的课程设计的算法，我觉得还可以加以改进:

可以调用数据库，直接在数据库里面读取课程信息（包括课程名，课程号，先修课，学分，学期数，一学期的学分上限），那样当有大量数据时才有实际应用价值，而不是在界面输入。

设计成绩：

教师签名：

年月日