用户登录系统.docx

1、用户登录系统数据结构大型实验2015/2016 (1)实验题目 用户登录系统学生姓名 学生学号 主要工作 树的结构、框架编写负责人 学生班级 任课教师 提交日期2016.1.2计算机科学与技术学院用户登录系统一.实验题目和要求：【问题描述】在登录服务器系统时，都需要验证用户名和密码，如 teln et远程登录服务器。用户输入用户名和密码后，服务器程序会首先验证用户信息的合法性。 由于用户信息的验证频率很高，系统有必要有效地组织这些用户信息， 从而快速查找和验证用户。另外，系统也会经常会添加新用户、 删除老用户和更新用户密码等 操作，因此，系统必须采用动态结构，在添加、删除或更新后，依然能保证验

2、证 过程的快速。请采用相应的数据结构模拟用户登录系统，其功能要求包括用户登 录、用户密码更新、用户添加和用户删除等。【基本要求】1. 要求自己编程实现二叉树结构及其相关功能，以存储用户信息，不允许使用 标准模板类的二叉树结构和函数。同时要求根据二叉树的变化情况，进行相 应的平衡操作，即AVL平衡树操作，四种平衡操作都必须考虑。测试时，各 种情况都需要测试，并附上测试截图；2. 要求采用类的设计思路，不允许出现类以外的函数定义，但允许友元函数。主函数中只能出现类的成员函数的调用，不允许出现对其它函数的调用。3. 要求采用多文件方式：.h文件存储类的声明，.cpp文件存储类的实现，主函 数main

3、存储在另外一个单独的cpp文件中。如果采用类模板，则类的声明和 实现都放在.h文件中。4. 要求源程序中有相应注释；5. 不强制要求米用类模板，也不要求米用可视化窗口；6. 要求测试例子要比较详尽，各种极限情况也要考虑到，测试的输出信息要详细易懂，表明各个功能的执行正确；7. 要求采用Visual C+ 6.0 及以上版本进行调试；设计思路:1. 系统总体设计：采用平衡二叉查找树（AVL,以用户名（IP）作为比较的关键词进行插 入。平衡二叉查找树是在二叉搜索树（BST的基础上进行了优化，使得树基本 达到平衡。定义内部类userNode来存储AVL树的节点信息。2. 系统功能设计：要创建一颗包含

4、用户名和用户密码的二叉树， 要能适应频繁的查找，因为每个用户名是唯一的，将用户名（string类型）作为AVL树的比较参数，这样就 可以实现快速的插入、删除和查找，重定义 userNode类的比较函数。AVL树是 用模板类实现的，这样就可以直接比较两个用户类，方便了很多。图1系统功能结构图3. 类的设计：/节点的类class userNodeprivate :stri ng n ame;stri ng password;short int height;public :userNode *left;userNode *right;userNode(const string &name, con

5、st string &password);userNode(const userNode & temp);void setName( const string &name);void setPassword( const string &password);stri ng getName();stri ng getPassword();int getHeight();void changeHeight( const int height); / 改变树的高度 bool checkName(const string &name);/树的类class treeprivate :userNode *

6、root;public :tree();tree();void insert_node(userNode *&t ,userNode &temp);void insert_node(userNode &temp); / 新建一个节点void remove(userNode *&r,userNode *&temp);void remove(userNode *&temp); / 删除一个节点void clear(userNode *t);void clear();void print();void print( int index,userNode *r); / 输岀一棵树void Print(

7、);void Print(ofstream &ofile,userNode *&r); / 写入文件void rotateL(userNode *&r); / 左旋void rotateR(userNode *&r); / 右旋void rotateDoubleLR(userNode *&r); / 左右旋void rotateDoubleRL(userNode *&r); / 右左旋void rightBalance(userNode *&r);void leftBalance(userNode *&r);userNode *findNode(string s); / 搜索一个节点userN

8、ode *searchLeftMaxNode(userNode *&r,userNode *&R);/框架类class frametree myTree;public :frame();void view(); /显示主界面void Login(); / 登录界面void test In sert(); / 插入一个节点void printTree(); / 画岀一棵树;4. 主程序的设计:图2类的调用三调试分析：1. 技术难点分析：(1) 查询操作时，怎么能找到相应用户的节点？考虑到用户名的唯一性，所以将用户名作为AVL树的关键词，以字符串来比较大 小，进行排序，重定义userNode类的比

9、较操作符，只比较IP,因此，在查询的 时候，新建一个userNode的对象，其IP赋值为所要查询的IP，然后调用查找 函数，可找到对应的点(2) AVL树的实现看书，上网查询。先了解二叉查找树(BST的实现，二叉查找树(BST是一种 很好的数据结构，它的特点是，对其任一节点，都满足该节点的左子树的所有点 的值都小于该节点，而右子树则是大于。我采用链表来实现它，创建关于节点的一个类Node，内含描述该节点的值，及左右指针。我定义 insert_node() 函数来实现新节点的插入。AVL树相对于BST树，多了平衡两字，树都有高度，而 AVL树就是要求每一个节点的左子树和右子树的高度差不超过 1，

10、这样就能使其尽可能的减小整棵树的高度，使时间复杂度能稳定在 O(logN),但我们不可能去 约束用户的输入，因此，引入了四种旋转：I是新插入的节点图4左旋图5先右旋再左旋图6先左旋再右旋（3）修改密码或删除用户后如何返回上一界面？ 经反复修改，未果，遂放弃。2. 调试错误分析：（1）登陆时密码要正确r D:C + +iS2015Date Structure expwrimentDebugDate 1 欢迎进人用户登录界面！（输人00逅回上界面请输入账号;159请输入密码;图7用户登录界面（2）登陆时用户要存在 D:C+ + 型试验2015Date Structure expwrimentDeb

11、ugDate Structur. 欢迎进入用户登录界面（输入盹返回上一界面请输入账号|12图8用户不存在界面（3）新建用户名不能已存在 D:C + 型试验2015Date Structure expwnmentDebugDate Sx欢迎进入用户注册界面！ t输入胴追回上一界面请输入用户名：159该用户已存在！请按任意键继绫图9用户名已存在界面四、测试结果分析:1) 主界面 D:C+U型试验201 5Date Structure expwrimentDebugDate Structur.一用 图 一入 形 一进录鵜岀 一迎登注一黒 -.：2.3,4.攫狗拼音输入法全:图10主界面2) 登录界面

12、。:匚+伏型试验201 5Date Structure expwrimentDebugDate Structur.,. 欢迎进入用户聲录界面！ t输入歸返回上一鼎面亍请输入账号：159请输入密码：密码输入正确，成功登陆捜狗拼音输入进也图ii登录界面3）注册界面 D:C+tj20 15Date Structu re expwri m en tD e b ugDa te Structur.- 眉迎进入用户注册界面！ 输入唾回上一界面请输入用户名：23请输入密码：23注册成功！请按任意键继续 - 扌叟狗捋音输人法全：图12注册界面4）树图5）修改密码I1 D:C+VT3C2015Date Struc

13、ture eKpwriirientDebugDate Structur. - n !输入新密码； 六请按農键继续.扌叟狗拼音输入进全：图14修改密码6）删除用户 D:C+15Date Structure expwrimentDebugDate Structur. 隸迎进入用户登录界面I t输入ee返回上_请输入账号：159请输入密码：23密码输入正礁，成功登陆h键继续-搜狗拼音输入进全：图15删除用户界面五、附录：Node.h#inelude vstring#inelude #inelude #include #inelude using namespaeestd;elass userNode

14、private :stri ng n ame;stri ng password;short int height;public :userNode *left;userNode *right;userNode(eonst string &name, const string &password);userNode(eonst userNode & temp);void setName( eonst string &name);void setPassword( const string &password);stri ng getName();stri ng getPassword();int

15、 getHeight();void changeHeight( const int height); / 改变树的高度 bool checkName(const string &name);Tree.h#include node.h#include class treeprivate :userNode *root;public :tree();tree();void insert_node(userNode *&t ,userNode &temp);void insert_node(userNode &temp); / 新建一个节点void remove(userNode *&r,userN

16、ode *&temp);void remove(userNode *&temp); / 删除一个节点void clear(userNode *t);void clear();void print();void print( int index,userNode *r); / 输岀一棵树void Print();void Print(ofstream &ofile,userNode *&r); / 写入文件void rotateL(userNode *&r); / 左旋void rotateR(userNode *&r); / 右旋void rotateDoubleLR(userNode *&r

17、); / 左右旋void rotateDoubleRL(userNode *&r); / 右左旋void rightBalance(userNode *&r);void leftBalance(userNode *&r);userNode *findNode(string s); / 搜索一个节点userNode *searchLeftMaxNode(userNode *&r,userNode *&R);Frame.h#include tree.hclass frametree myTree;public :frame();void view(); /显示主界面void Login(); /

18、登录界面void test In sert(); / 插入一个节点void printTree(); / 画岀一棵树;Node.cpp#include node.h void userNode:setName( const string &name)this -name=name;void userNode:setPassword( const string &password)this -password=password;stri ng userNode:getName()return n ame;stri ng userNode:getPassword()return password;

19、int userNode:getHeight()return this =NULL?-1:height;void userNode:changeHeight( const int h)height=h;bool userNode:checkName( const string &name)if (this -name=name)return true ;else return false ;userNode:userNode( const string &name, const string &password)this -name=name;this -password=password;h

20、eight=O;left=NULL;right=NULL;userNode:userNode( const userNode & temp)this -name=temp.name;this -password=temp.password;height=0;left=NULL;right=NULL;Tree.cpp#include tree.h#in clude /构造函数tree:tree()root=NULL;void tree:insert_node(userNode &temp)in sert_ no de(root,temp);void tree:insert_node(userNo

21、de *&r,userNode &t)if (r=NULL)r=newuserNode(t); /若树为空，直接新建节点else if (r-getName()=t.getName() /若节点值相等，则用户名重复return ;stri ng ren ame;cout用？户名?vvt.getName()v 已？经-存？在，？请？修 T 改?getName()t.getName()in sert_ no de(r-left,t);if (r-left-getHeight()-r-right-getHeight()=2)rightBala nce(r);else if (r-getName()r

22、ight,t);if (r-right-getHeight()-r-left-getHeight()=2) leftBala nce(r);r-cha ngeHeight( max(r-left-getHeight(),r-right-getHeight()+1 );/ 移除void tree:remove(userNode *&r,userNode *&temp)if (r=NULL)return ;else if (temp-getName()getName()remove(r-left,temp);if (r-right-getHeight()-r-left-getHeight()=2)

23、 leftBala nce(r);else if (temp-getName()r-getName()remove(r-right,temp);if (r-left-getHeight()-r-right-getHeight()=2) rightBala nce(r);elseif (r-left=NULL)userNode *q=r;r=r-right;delete q;else if (r-right=NULL)userNode *q=r;r=r-left;delete q;else userNode *R;r=searchLeftMaxNode(r,R);remove(r-left,R)

24、;if (r-right-getHeight()-r-left-getHeight()=2) leftBala nce(r);if (r)r-cha ngeHeight(max(r-left-getHeight(),r-right-getHeight()+1);void tree:remove(userNode *&temp)remove(root,temp);void tree:print()pri nt(0,root);void tree:print( int index,userNode *r)if (r)prin t(i ndex+8,r-right);coutgetName()v (

25、 left-getHeight()-r-right-getHeight() )left);void tree:Print(ofstream &ofile,userNode *&r)if (r)Pri nt(ofile,r-left);ofilegetName() , getPassword()right);void tree:Print()userNode *p=root;ofstream ofile;ofile.ope n( user.txt );assert(ofile.is_ope n();Prin t(ofile,p);ofile.close();void tree:rotateL(u

26、serNode *&r)userNode *R=r-right;r-right=R-left;R-left=r;r-cha ngeHeight(max(r-left-getHeight(),r-right-getHeight()+1);R-cha ngeHeight(max(R-left-getHeight(),r-getHeight()+1);r=R;void tree:rotateR(userNode *&r)userNode *L=r-left;r-left=L-right;L_right=r;r-cha ngeHeight(max(r-left-getHeight(),r-right-

27、getHeight()+1);L-cha ngeHeight(max(L-left-getHeight(),r-getHeight()+1);r=L;void tree:rotateDoubleLR(userNode *&r)rotateL(r-left);rotateR(r);void tree:rotateDoubleRL(userNode *&r)rotateR(r-right);rotateL(r);void tree:rightBalance(userNode *&r)userNode *temp=r-left;if (temp-left-getHeight()-temp-right

28、-getHeight()=-1) rotateDoubleLR(r);else rotateR(r);void tree:leftBalance(userNode *&r)userNode *temp=r-right;if (temp-left-getHeight()-temp-right-getHeight()=1) rotateDoubleRL(r);else rotateL(r);userNode* tree:findNode(string s)userNode *r=root;while (r)if (s=r-getName()return r;else if (sgetName()r=r-left;else if (sr-getN