数据结构课程设计报告含菜单doc.docx
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数据结构课程设计报告含菜单doc
算法与数据结构课程设计报告
系（院）：
计算机科学学院
专业班级：
计科11005
姓名：
张林峰
学号：
201003784
指导教师：
詹泽梅
设计时间：
2012.6.11-2012.6.18
设计地点：
12教机房
一．设计目的
1．能根据实际问题的具体情况，结合数据结构课程中的基本理论和基本算法，分析并正确确定数据的逻辑结构，合理地选择相应的存储结构，并能设计出解决问题的有效算法。
2．提高程序设计和调试能力。
学生通过上机实习，验证自己设计的算法的正确性。
学会有效利用基本调试方法，迅速找出程序代码中的错误并且修改。
3．初步掌握软件开发过程中问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能。
4．训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
5．培养根据选题需要选择学习书籍，查阅文献资料的自学能力。
二．设计任务及要求
根据《算法与数据结构》课程的结构体系，设计一个基于DOS菜单的应用程序。
要利用多级菜单实现各种功能。
比如，主界面是大项，主要是学过的各章的名字诸如线性表、栈与队列、串与数组及广义表等，子菜单这些章中的节或者子节。
要求所有子菜单退出到他的父菜单。
编程实现时，要用到C++的面向对象的功能。
3．需求分析
菜单运用极其广泛，应用于各行各业。
菜单运用起来极其方便。
随着社会的发展，社会的行业出现多样化，也就需要各式各样的菜单。
这就需要设计人员十分精细的设计。
进一步了解《算法与数据结构》课程的知识结构体系，绘制整个课程的知识结构逻辑示意图，类似于：
根据算法与数据及结构的课程安排，可以设计如上所示的菜单。
在主菜单里可以有“线性表”、“栈和队列”、“串、数组、广义表”、“树”、“图”、“查找”、“排序”。
然后要在线性表里创建一个子菜单实现“创建链表”、“插入元素”、“删除元素”、“查找元素”的功能。
并且可以退出这个子菜单回到上一级菜单。
栈和队列创建一个子菜单，包含进制转换和括号匹配的功能。
进制转换里又分为十进制转八进制、十进制转二进制。
串、数组、广义表里可以创建子菜单包含矩阵乘法、矩阵转置的功能。
树里创建子菜单，有树的创建、先序遍历、中序遍历、后序遍历、树的高度、叶子数这几个选项。
这些子菜单都能退出回到上一级菜单。
四．总体设计
设计菜单类
根据实际使用，我们知道菜单类的主要功能就是显示菜单项与响应用户选项。
所以我们可以这样设计一个菜单基类：
classCMenuBase
{
public:
CMenuBase（void）;
~CMenuBase（void）;
virtualvoidShowMenu（）=0;
virtualvoidEvent（intEvenID）=0;
protected:
CMenuBase*m_pParent;
};
根据所绘制的知识结构图，设计DOS菜单。
例如
在此基础上，所有菜单类都继承这个类，以此来实现“显示”与“响应事件”的多态性。
例如，主菜单类的设计为：
classCMainMenu:
publicCMenuBase
{
public:
CMainMenu（void）;
~CMainMenu（void）;
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
};
和基类基本没有区别。
其实现可以为
voidCMainMenu:
:
ShowMenu（）{
cout<<"\n**************《数据结构课程设计》*****************\n";
cout<<"*1线性表2栈与队列3串、数组和广义表*\n";
cout<<"*4树5图6查找*\n";
cout<<"*7排序8退出*\n";
cout<<"***************************************************\n";
}
voidCMainMenu:
:
Event（intEvenID）{
CMenuBase*tmp;
switch（EvenID）{
caseID_LIST:
SUBMENU（CListMenu）
break;
caseID_STACK_QUEUE:
SUBMENU（CStackMenu）
break;
caseID_EXIT:
MAIN_EXIT=true;
break;
default:
InvalidateAction（）;
break;}
}
注意：
这里的关键是如何进入子菜单，我们用了一个宏命令，例如SUBMENU（CListMenu），其定义为：
#defineSUBMENU（submenu）tmp=pBase;\
pBase=newsubmenu（tmp）;\
pBase->ShowMenu（）;
通过构造函数，将当前菜单对象作为子菜单的父菜单，以后退出子菜单时，子菜单将将显示权让给其父菜单：
#defineEXIT_SUBMENUtmp=m_pParent;\
deletepBase;\
pBase=tmp;\
pBase->ShowMenu（）;
这样设计，无论有多少级菜单，其编程风格都是一样的，只需管理当前的菜单交接，而无需知道它是从哪儿来的。
还定义了线性表、栈和队列、数组串和广义表、树等模板类。
线性表的类如下：
classCListMenu:
publicCMenuBase
{
public:
CListMenu（CMenuBase*）;
~CListMenu（void）;
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
protected:
voidCreateList_L（intn）;
StatusListInsert_L（inti,ElemTypee）;
StatusListOut_L（）;
StatusListDelete_L（inti,ElemType&e）;
StatusGetElem_L（inti,ElemType&e）;
LinkListL;};
栈和队列的类如下
classCStackMenu:
publicCMenuBase
{
charname[20];
public:
CStackMenu（CMenuBase*）;
~CStackMenu（void）{}
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
protected:
StatusInitStack（）;
StatusPush（SElemTypee）;
StatusPop（SElemType&e）;
voidKuohao（）;SqStackS;};
进制转换的类定义如下
classCJinzhiMenu:
publicCMenuBase
{
charname[20];
public:
CJinzhiMenu（CMenuBase*）;
~CJinzhiMenu（void）{}
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
protected:
voidconversion_8（）;
voidconversion_2（）;
StatusInitStack（）;
StatusPush（JElemTypex）;
StatusPop（JElemType&x）;
JSqStacks;
};
数组的类定义如下：
classCShuzuMenu:
publicCMenuBase
{
charname[200];
public:
CShuzuMenu（CMenuBase*）;
~CShuzuMenu（void）{}
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
protected:
StatusCreat_2（RLSMatrix&M,intx,inty）;
StatusPutout_2（RLSMatrix&M）;
StatusMultSMatrix（RLSMatrix&M,RLSMatrix&N,RLSMatrix&Q）;
StatusFastTransposeSMatrix（TSMatrix&M,TSMatrix&T）;
voidzhuanzhi（）;
voidChengfa（）;
};
树的类定义如下：
classCShuMenu:
publicCMenuBase
{
charname[20];
public:
CShuMenu（CMenuBase*）;
~CShuMenu（void）{}
virtualvoidShowMenu（）;
virtualvoidEvent（intEvenID）;
protected:
StatussVisit（TElemTypee）;
StatussCreateBiTree（BiTree&T1）;
StatussxianOrderTraverse（BiTreeT1）;
StatussZhongOrderTraverse（BiTreeT1）;
StatussHouOrderTraverse（BiTreeT1）;
intDepth（BiTreeT1）;
intcountleaf（BiTreeT1）;
BiTreeT;
};
每一级的菜单函数都可以根据以上类的模板来写。
方便且不容易遗漏出错。
5．详细设计与实现
线性表菜单显示如下：
线性链表菜单的设计则可能为
其实现则类似于
CListMenu:
:
CListMenu（CMenuBase*parent）{
m_pParent=parent;
}
voidCListMenu:
:
ShowMenu（）{
cout<<"************《线性表》*************\n";
cout<<"*1创建线性表2插入元素*\n";
cout<<"*3查找元素4删除元素*\n";
cout<<"*5浏览6退出*\n";
cout<<"***********************************\n";
}
voidCListMenu:
:
Event（intEvenID）{
CMenuBase*tmp;
switch（EvenID）{
caseID_CREATE_LIST:
cout<<"创建几个元素的链表";cin>>n;
list.CreateList_L（n）;
cout<<"当前链表元素为"<break;
caseID_LIST_INSERT:
cout<<"输入插入元素位置";cin>>i;cout<<"请输插入元素的值";cin>>e;
list.ListInsert_L（i,e）;
cout<<"当前链表元素为"<system（"pause"）;
break;
caseID_LIST_SHOW:
list.ListOut_L（）;
system（"pause"）;
break;
caseID_LIST_RETURN:
EXIT_SUBMENU
break;
caseID_LIST_DELETE:
cout<<"请输删除元素的位置";cin>>i;
list.ListDelete_L（i,e）;
cout<<"当前链表元素为"<caseID_LIST_FIND:
cout<<"输入查找元素位置";cin>>i;
list.GetElem_L（i,e）;system（"pause"）;
break;
default:
InvalidateAction（）;
break;}
}
线性链表各功能具体实现代码如下：
创建链表：
voidCListMenu:
:
CreateList_L（intn）{
inti;
LinkListp;
L=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;
L->next=NULL;
for（i=n;i>0;i--）{
p=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;
cin>>p->data;
p->next=L->next;L->next=p;}
}
界面如下：
查找元素：
StatusCListMenu:
:
GetElem_L（inti,ElemType&e）{
intj;
LinkListp;
p=L->next;j=1;
while（p&&jp=p->next;
j++;}
if（!
p||j>i）returnERROR;
e=p->data;
cout<data<returnOK;
}
插入元素：
StatusCListMenu:
:
ListInsert_L（inti,ElemTypee）{
LinkListp,s;
p=L;intj=0;
while（p&&jnext;++j;}
if（!
p||j>i）return0;
s=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））;
s->data=e;s->next=p->next;p->next=s;
return1;
}
删除元素：
StatusCListMenu:
:
ListDelete_L（inti,ElemType&e）{
LinkListp,q;
intj;
p=L;j=0;
while（p->next&&jnext;j++;}
if（!
（p->next）||j>i-1）return0;
q=p->next;p->next=q->next;e=q->data;free（q）;
return1;
}
浏览所有元素：
StatusCListMenu:
:
ListOut_L（）{
LinkListp;
p=L->next;
while（p）
{
cout<data<p=p->next;
}
return0;
}
栈和队列菜单显示界面如下：
栈和队列的菜单设计如下：
其菜单函数为：
voidCStackMenu:
:
ShowMenu（）{
system（"cls"）;//清屏
cout<<"************《栈和队列》***************************\n";
cout<<"*1括号匹配2进制转换3迷宫问题4退出*\n";
cout<<"***************************************************\n";
}
CStackMenustack（pBase）;
voidCStackMenu:
:
Event（intEvenID）{
CMenuBase*tmp;
switch（EvenID）{
caseID_KUO_HAO:
stack.Kuohao（）;system（"pause"）;break;
caseID_JIN_ZHI:
SUBMENU（CJinzhiMenu）;break;
caseID_MI_GONG:
cout<<"此小项未完成"<caseID_STACK_RETURN:
EXIT_SUBMENU
break;
default:
InvalidateAction（）;break;
}
}
其他项目做法与线性链表类似。
由于字数有限，其他项目功能的具体实现就不一一介绍了。
我们这里定义了一些菜单常量，其定义可以放在一个resource.h文件中：
#defineID_LIST1
#defineID_STACK_QUEUE2
#defineID_STR_ARR_GL3
#defineID_TREE4
#defineID_GRAPH5
#defineID_SEARCH6
#defineID_SORT7
#defineID_EXIT8
#defineID_CREATE_LIST1
#defineID_LIST_INSERT2
#defineID_LIST_FIND3
#defineID_LIST_DELETE4
#defineID_LIST_SHOW5
#defineID_LIST_RETURN6
#defineID_KUO_HAO1
#defineID_JIN_ZHI2
#defineID_MI_GONG3
#defineID_STACK_RETURN4
#defineID_BA1
#defineID_ER2
#defineID_JINZHI_RETURN3
#defineID_CHENG_FA1
#defineID_ZHUAN_ZHI2
#defineID_SHUZU_RETURN3
#defineID_CHUANG_SHU1
#defineID_XIAN2
#defineID_ZHONG3
#defineID_HOU4
#defineID_YE_ZI_SHU5
#defineID_JIAO_HUAN6
#defineID_GAO_DU7
#defineID_SHU_RETURN8
#defineSUBMENU（submenu）tmp=pBase;\
pBase=newsubmenu（tmp）;
#defineEXIT_SUBMENUtmp=m_pParent;\
deletepBase;\
pBase=tmp;
voidInvalidateAction（）;
在主函数中应用菜单对象。
boolMAIN_EXIT;
CMenuBase*pBase;
List*pList;
voidmain（）
{
MAIN_EXIT=false;
pBase=newCMainMenu;
pBase->ShowMenu（）;
intEventID=0;
charCammandLine[255]={0};
while（MAIN_EXIT==false）{
cin>>CammandLine;
if（strlen（CammandLine）==0）{
cout<<"非法操作，非正常退出\n";
break;
}
EventID=atoi（CammandLine）;
pBase->Event（EventID）;
}
if（pBase）
deletepBase;
if（pList）
deletepList;
}
在这儿定义了两个全局指针，菜单指针pBase和链表指针pList（要的话还可以添加其他指针）。
6．课程设计小节
经过一学期的数据结构课程的学习，我现在编程已经比以前模块化多了，这样既不容易出错，而且出了错也较容易查出，其可读性也加强了。
学会了运用类，知道了继承、多态。
在做数组那个大项时出现了问题，运行处结果了，但同时也弹出了一个debugerror，经过老师的指导，原来是差一个引用字符，也就是要使形参和实参指向同一个字母。
还有树里也出了问题，不能遍历，请教张凡凡同学，也得到了解决，是因为我重复定义了visit。
程序的实用性是很重要的，这就是我的收获。
另外，由于编程的积累，我发现调试程序的速度明显加快了，这是个很好的进步，不过，我编程的速度仍然有待提高，我思考过了，导致慢的原因可能有以下几点：
1、打字速度慢。
（这点的确的克服）
2、算法没有很熟，只是想一想能出来，而远没有应到的境界。
3、编程时精神不能太集中，不过这点一比以前好多了。
4、这是最后，也是最重要的一点，编的程序还不够多，所谓熟能生巧嘛。
综上所述，我还是要好好努力，继续历练的，以提高编程能力目标而继续热情的奋斗！
指导老师意见：
成绩:
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