c语言公交最优路径查询数据结构附设计报告完整代码.docx
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c语言公交最优路径查询数据结构附设计报告完整代码
《数据结构》
课程设计说明
2010.1
常州工学院
计算机信息工程学院
《数据结构》课程设计报告
题目公交路线上优化路径的查询
年级2008级
专业软件工程
学生学号08030334（组长）
学生学号08030337
指导教师王树峰
2010年01月11日
常州工学院计算机信息工程学院
《数据结构》课程设计
任务书
设计名称：
公交线路上优化路径的查询
指导教师：
王树峰下达时间：
2010-01-11
学生姓名：
XXX（组长）学号：
XXXXXXXXX
学生姓名：
XXXX学号：
XXXXXXXX
专业：
软件工程
一、课程设计的基本要求
①根据上述公交线路的输入格式，定义并建立合适的图模型。
②针对上述公交线路，能查询获得任何两个站点之间最便宜的路径，即输入站名S，T后，可以输出从S到T的最便宜的路径，输出格式为：
线路x：
站名S，…，站名M1；换乘线路x：
站名M1，…，站名M2；…；换乘线路x：
站名MK，…，站名T。
共花费x元。
③针对上述公交线路，能查询获得任何两个站点之间最省时间的路径（不考虑在中间站等下一辆线路的等待时间），即输入站名S，T后，可以输出从S到T的考虑在中间站等下一辆线路的等待时间的最省时间的路径，输出格式为：
线路x：
站名S，…，站名M1；换乘线路x：
站名M1，…，站名M2；…；换乘线路x：
站名MK，…，站名T。
共花费x时间。
④针对上述公交线路，能查询获得任何两个站点之间最省时间的路径（要考虑在中间站等下一辆线路的等待时间），即输入站名S，T后，可以输出从S到T的考虑在中间站等下一辆线路的等待时间的最省时间的路径，输出格式为：
线路x：
站名S，…，站名M1；换乘线路x：
站名M1，…，站名M2；…；换乘线路x：
站名MK，…，站名T。
共花费x时间。
二、课程设计的主要内容（包含分工）
主要内容：
首先将多有要用到的结构体全部定义完全，在
课程设计的进程安排
1．2010年01月10日之前：
完成所有要用到的结构体的定义。
2．2010年01月11日——01月12日：
完成建立合适的图模型以及信息的初始化。
3．2010年01月15日前：
将初始化的所有的信息与建立的图模型完全连接起来，写
调整函数将每一条路线的车的信息存放到所有的节点里去。
4．2010年1月16日——2010年1月18日：
完成按时间和价格的最优的方法选择路线。
5.2010年1月19日——2010年1月20日：
完成所有的程序。
6.2010年1月21日
答辩
具体分工：
XX（组长）：
①，定义所有将要用到的结构体
②，编写函数实现根据公交路线信息修改站点信息的功能
③，利用Floyd算法找出按时间的所有两站之间的最优路径
④，编写时间最优的路线选择（不考虑等待时间）
⑤，编写时间最优的路线选择（考虑等待时间）
XX：
①，初始化所有信息
②，建立图模型
③，编写价格最优的路线选择
④，界面优化
2010年01月11日
《数据结构》课程设计报告（模板）
一正文
1、目的
求公交线路上优化路径的查询。
2、需求分析
程序需要根据乘客的需要来查询的出符合要求的信息
①在程序运行的过程中根据提示进行输入；
②程序输出所有符合要求的最优的路线以供乘客选择；
③程序能查询任意两站之间按时间和按价格的最优路线查询；
3、概要设计
先建图，再用Floyd函数求出任意两个结点之间的最优路径，后调用shortest函数进行求时间最优的路径，结束后在main函数里面提供选择界面，可以进行时间和价格最优路线的查询分别为Select_Time函数和Select_Money函数
4、详细设计
1）、定义结构体
typedefstruct{
intselectbusnum;
charstation1,station2;
intselectbusprice,selectbusgap;
}Selects;//存储按条件选择的最优选择路线的信息
typedefstruct{
charStaName;
charLocation[128];
}StationInfo;//站点的信息，每个站点中存放的信息有名字和位置]
typedefstruct{
VRTypeadj;//因为是有向图，adj用来存放权值，存放的是两个结点之间的时间值
InfoType*info;//存放弧的信息
}ArCell,adjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
//adj[v][w]数组即v和w之间的权值
typedefstruct{
intnum;//车辆的路线号
intprice;//每路车的票价
intgap;//每两次发车之间的时间间隔
intspeed;//车速
intstopnum;//每辆车经过的车站的总数
StationInfopass[MAX_VERTEX_NUM];//每一路车经过的站点的信息
}BusInfo;//车辆信息
typedefstruct{
charStaName;
charLocation[32];
intstopbusnum;
BusInfostopbus[MAX_BUS_NUM];
}VertexType;
//每个结点存放的信息，包括了站名，位置，经过的车辆数以及经过的该站点的所有的车辆的信息
2）调整函数Adjust
voidAdjust（MGraph&G,VertexType*S）
{
inti;
for（i=0;iG.vexs[i].StaName=S[i].StaName;
}
将所有初始化的值与图联系起来，把初始化的点的名字传给图中各个节点的StaName。
voidAdjust_2（BusInfo*bus,MGraph&G）
{
inti,j,t[8]={0,0,0,0,0,0,0,0},p;
for（i=0;ifor（j=0;jfor（p=0;pif（G.vexs[i].StaName==bus[j].pass[p].StaName）
{
G.vexs[i].stopbusnum++;
G.vexs[i].stopbus[t[i]].num=bus[j].num;
G.vexs[i].stopbus[t[i]].price=bus[j].price;
G.vexs[i].stopbus[t[i]].gap=bus[j].gap;
G.vexs[i].stopbus[t[i]].speed=bus[j].speed;t[i]++;
}
}
将所有的初始化的点的信息以及bus的信息传递给图，每个结点中记录了经过该站的所有的车辆的信息，bus[j].pass[p]是用来存放该车经过的站的信息。
定义的整型数组t[8]是用来对每辆车经过的站的个数进行计数的。
3）建立图模型
intLocateVex（MGraphG,charu）
{inti;
for（i=0;i{if（u==G.vexs[i].StaName）returni;}
if（i==G.vexnum）
{printf（"Erroru!
\n"）;return1;}
return0;
}
LocateVex函数在下面建图函数中调用的时候是用来找到v1，v2结点分别在G向量中的位置的。
voidCreateMGraph（BusInfo*bus,VertexType*S,MGraph&G）
{
voidAdjust（MGraph&G,VertexType*S）;
voidAdjust_1（BusInfo*bus,VertexType*S）;
voidAdjust_2（BusInfo*bus,MGraph&G）;//申明要调用的函数
Adjust（G,S）;
Adjust_2（bus,G）;
Adjust_1（bus,S）;
inti,j,t;
G.vexnum=8;G.arcnum=11;
charv1,v2,a[11][2]={{'A','B'},{'A','D'},{'A','F'},{'B','C'},{'D','C'},
{'D','E'},{'F','E'},{'C','G'},{'F','G'},{'E','H'},{'G','E'}};
intb[11]={8,5,6,3,2,10,7,4,5,15,20};//根据初始化的数据构建弧的权值（时
for（i=0;ifor（j=0;jG.arcs[i][j].adj=INFINITY;//INFINITY宏定义的最大值表示距离
for（t=0;t<11;t++）
{
v1=a[t][0];v2=a[t][1];//将v1，v2赋值为弧的两端的结点
i=LocateVex（G,v1）;//i表示v1在G向量结点数组中的位置
j=LocateVex（G,v2）;//j表示v2在G向量结点数组中的位置
G.arcs[i][j].adj=b[t];//将数组b中的时间值赋给i到j的弧上
}
return;
}
建立图模型将所有的初始化的数据放到图的每项中。
4）test函数
voidTest（BusInfo*bus,MGraphG）
{inti,j;
for（i=0;i{printf（"路线%d票价%d间隔%d分钟车速%dkm/h",
bus[i].num,bus[i].price,bus[i].gap,bus[i].speed）;
printf（"经过的站为:
"）;
for（j=0;jprintf（"%c%s",bus[i].pass[j].StaName,bus[i].pass[j].Location）;printf（"\n"）;
}
for（i=0;i{printf（"站名%c坐标%s\n",S[i].StaName,S[i].Location）;
for（j=0;j{printf（"停靠汽车及相关信息：
路线%d票价%d间隔%d分钟车速%d千米每分",
G.vexs[i].stopbus[j].num,G.vexs[i].stopbus[j].price,
G.vexs[i].stopbus[j].gap,G.vexs[i].stopbus[j].speed）;
printf（"\n"）;
}
}
}
Test函数是用来测试建立图之后，原来初始化的数据是否已经成功的存放进图。
5）Show_FLOYD函数
voidShow_FLOYD（）
{Test（bus,G）;//先将图线输出便于后面的查看
CreateMGraph（bus,S,G）;//建图
PrintMGraph（G）;Test（bus,G）;//图是用邻接矩阵的方法来建的，所以用在
inti,j,k,l,m,n;//这里的PrintMGraph函数是用来输出矩阵的
for（i=0;iG.arcs[i][i].adj=0;//ShortestPath_FLOYD（）要求对角元素值为0
printf（"邻接矩阵:
\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;jprintf（"%6d",G.arcs[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
ShortestPath_FLOYD（G,&p,&d）;//调用函数来找出按时间所有的的最短路径
printf（"d矩阵:
\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;jprintf（"%6d",d[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
for（i=0;ifor（j=0;j{if（d[i][j]!
=100）
printf（"%c到%c的最短时间为%d分\n",G.vexs[i].StaName,G.vexs[j].StaName,d[i][j]）;}
printf（"p矩阵:
\n"）;//p矩阵用来存放路线信息从i到j的具体路线
l=G.vexnum;
for（i=0;i{for（j=0;j{if（i!
=j）
{m=0;//占位空格
for（k=0;kif（p[i][j][k]==1）
printf（"%c",G.vexs[k].StaName）;
else
m++;
for（n=0;nprintf（""）;//如果两个结点之间找不到可以直接通的路
}//线则在相应的位置上输出空格
}
printf（"\n"）;
}
printf（"按回车键继续................"）;
a=getchar（）;
system（"cls"）;//输出信息过多，清屏一次
}
用于输出所有的两个结点的时间信息以及从每个点到其他任意一个点的具体路线
6）ShortestPath_FLOYD函数
voidShortestPath_FLOYD（MGraphG,PathMatrix*P,DistancMatrix*D）
{//用Floyd算法求有向网G中各对顶点v和w之间的最短路径P[v][w]及其//带权长度D[v][w]。
若P[v][w][u]为TRUE,则u是从v到w当前求得最短
intu,v,w,i;
for（v=0;vfor（w=0;w{
（*D）[v][w]=G.arcs[v][w].adj;//D矩阵用来存放每一条弧的权值即时间值
for（u=0;u（*P）[v][w][u]=FALSE;
if（（*D）[v][w]{
（*P）[v][w][v]=TRUE;//v，w之间有直接路径就将（*P）[v][w][v]赋值为1
（*P）[v][w][w]=TRUE;
}
}
for（u=0;ufor（v=0;vfor（w=0;wif（（*D）[v][u]+（*D）[u][w]<（*D）[v][w]）//从v经u到w的一条路径更短
{
（*D）[v][w]=（*D）[v][u]+（*D）[u][w];
for（i=0;i（*P）[v][w][i]=（*P）[v][u][i]||（*P）[u][w][i];
}
}
此函数是用来求出每个点到另外的任意一个点的按时间的最优的路径，对于有两个结点相邻但路径的时间是否是最短进行判断并挑选出时间的最优的路径，下面的选择函数则是在将这些路径比较和挑选。
7）Select_Time函数
voidSelect_Time（）
{
charv1,v2;
inti,j,k,m,n=0,t=0,flag=0,loc1,loc2,num[MAX_BUS_NUM]={1,1,1,1,1,1};
/*num数组用来做标记用,已做过标记为0，没做够标记为1*/
chara[MAX_VERTEX_NUM];
/*a[]字符数组用来存放从v1到v2的最短路径所经过的都有的站点名字*/
printf（"请输入起始站点和目的点\n"）;
scanf（"%c%c",&v1,&v2）;
for（i=0;i{
if（v1==G.vexs[i].StaName）//找到与名字v1对应的结点
{
loc1=i;//用来存放出发点v1在图中的位置
printf（"站名%c坐标%s\n",G.vexs[i].StaName,G.vexs[i].Location）;
for（j=0;j{//找出所有v2点停靠的车辆的信息
printf（"停靠汽车及相关信息：
路线%d票价%d间隔%d分钟车速%d千米每分",
G.vexs[i].stopbus[j].num,G.vexs[i].stopbus[j].price,
G.vexs[i].stopbus[j].gap,G.vexs[i].stopbus[j].speed）;
printf（"\n经过的站为:
"）;
for（m=0;mprintf（"%c%s",G.vexs[i].stopbus[j].pass[m].StaName,G.vexs[i].stopbus[j].pass[m].Location）;//将所有v2点停靠的车辆的信息输出
printf（"\n"）;
}
}
if（v2==G.vexs[i].StaName）
{
loc2=i;//用来存放出发点v2在图中的位置
printf（"站名%c坐标%s\n",S[i].StaName,S[i].Location）;
for（j=0;j{//找出所有v2点停靠的车辆的信息
printf（"停靠汽车及相关信息：
路线%d票价%d间隔%d分钟车速%d千米每分",
G.vexs[i].stopbus[j].num,G.vexs[i].stopbus[j].price,
G.vexs[i].stopbus[j].gap,G.vexs[i].stopbus[j].speed）;
printf（"\n经过的站为:
"）;
for（m=0;mprintf（"%c%s",G.vexs[i].stopbus[j].pass[m].StaName,G.vexs[i].stopbus[j].pass[m].Location）;//将所有v2点停靠的车辆的信息输出
printf（"\n"）;
}
}
}
printf（"\n*****************结果****************\n\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;jif（v1==bus[i].pass[j].StaName||v2==bus[i].pass[j].StaName）
{//判断在该车都经过的站点中有没有是v1或v2的
t++;//用来标记一条最短路径中的v1，v2出现情况
if（t==2）//t=2时则表示v1，v2两个结点都在该条最短路径中
{printf（"直达路线%d票价%d间隔%d分钟车速%dkm/h停靠%d站",
bus[i].num,bus[i].price,bus[i].gap,bus[i].speed,bus[i].stopnum）;
printf（"\n经过的站为:
"）;
for（m=0;mprintf（"%c%s",bus[i].pass[m].StaName,bus[i].pass[m].Location）;printf（"\n"）;
t=0;flag=1;//此处的t=0是t=2的情况重置便于下个循环的实现
}
}t=0;//此处是将t=1是的情况重置用于下一个大循环的实现
}
i=LocateVex（G,v1）;//找出v1在图中的位置
j=LocateVex（G,v2）;//找出v2在图中的位置
if（d[i][j]!
=INFINITY）//当i，j之间有最短路径时输出下面信息
printf（"%c到%c的最短时间为%d分\n",G.vexs[i].StaName,G.vexs[j].StaName,d[i][j]）;
if（flag!
=1）
{//标记flag当为1时i和j直接有弧，有直接从i到j的车
printf（"两站直接没有车直达,可以选择换乘!
!
\n"）;
printf（"经过的站点"）;
for（t=0;tif（p[i][j][t]==1）
printf（"%c",G.vexs[t].StaName）;printf（"\n"）;
t=0;
for（m=0;m<=G.vexnum;m++）
if（p[i][j][m]==1）//当p[i][j][m]为1时说明i，j之间有直接的路径
{a[t]=G.vexs[m].StaName;t++;}//将每个结点的名字存放到a[]里
for（m=0;m{
loc1=LocateVex（G,a[m]）;
loc2=LocateVex（G,a[m+1]）;//先定义连续的两辆车
for（i=0;ifor（j=0;j
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