基于BST二叉排序树的城市信息管理内容清晰.docx

1、基于BST二叉排序树的城市信息管理内容清晰一、 设计题目【问题描述】利用二叉排序树实现城市信息管理，城市信息包括城市名、城市坐标（X,Y）。【基本要求】将若干城市信息按城市名的顺序建立二叉排序树；可以插入一个城市信息；按城市名查找一个城市信息；输入一个城市名，查找和该城市名的距离在指定范围内的所有城市。【测试数据】自己指定。【选作内容】 删除一个城市信息。二、需求分析1）运行环境（软、硬件环境）Microsoft visual c+6.0PC+window 72）输入的形式和输入值的范围输入城市信息，例如：“城市名 左坐标 右坐标”的形式。输入的左右坐标是整型的，城市名是字符串（以中文的形式）

2、。左右坐标为100内的整数。3）输出的形式描述输出的是城市信息，就是例如：“城市名 左坐标 右坐标”的形式。4）功能描述 输入参数包括：城市名，左坐标，右坐标；需要插入的城市与左右坐标；需要查找的城市名；需要查找周围城市信息的城市名与搜索范围；需要删除的城市名。功能要求：1.将若干城市信息按城市名的顺序建立二叉排序树；2.可以插入一个城市信息；3.按城市名查找一个城市信息；4.输入一个城市名，查找和该城市名的距离在指定范围内的所有城市。5.删除一个城市信息（选作）。5）测试数据输入的城市信息：兰州（5,6）成都（3,4）西安（4,9）上海（2,8）北京（1,3）需要插入的城市：银川（3,5）需

3、要查找的城市：兰州需要查找哪个城市周围城市：西宁查找范围：20需要删除的城市名：新疆（选做）三、概要设计1）抽象数据类型定义描述（对各类的成员及成员函数进行抽象描述，参见书或ppt及实验） 本设计采用非线性结构中的树结构的二叉排序树思想，定义了如下的各类的成员及成员函数：类： information（包含城市的所有信息） 其中cityname作为其成员。并在类内定义了一个结构体，x，y为其成员，并定义了结构体的对象cityname_location，用来后期调用坐标变量x，y。类：BiNode （二叉排序树的结点结构） 将后面的BiTree作为其友元类。 其中定义了之前information类

4、的对象data作为自己的成员，并定义了指向左孩子的指针和指向右孩子的指针。类：BiTree （二叉排序树的类） 定义了带参构造函数。 获取指向根结点的指针的成员函数（函数成员名Getroot）； 用于起始插入值的成员函数（函数成员名InsertBST）； 用于后期插入值的成员函数（函数成员名InsertBST1）； 用于删除一个或者多个结点的成员函数（函数成员名deleteBST）和其后面需要用到的两个函数（函数名：searchMinRchild，searchParent）；(选做) 用于查找城市信息的成员函数（成员函数名SearchBST）； 用于前序遍历二叉树的成员函数（成员函数名Preo

5、rder）； 用于中序遍历二叉树的成员函数（成员函数名Inorder）； 用于选择界面的成员函数（成员函数名Choose）； 用于对起始城市坐标赋值的成员函数（成员函数名Begain）； 用于查找需要被动比较的城市的坐标的成员函数（成员函数名Find）； 用于查找作为参照的城市坐标的成员函数（成员函数名Find1）还定义了二叉排序树（即二叉链表）的根指针（root）2）功能模块设计（如主程序模块设计）1、起始： 输入要输的城市的个数（数字，中文，英文都可以，大小写皆可）。 调用插入函数InsertBST，根据城市的名字（利用其ascii码值）进行二叉排序树的创建。 调用Begain函数，对起始

6、城市坐标赋值 完成所有城市的所有信息输入完成，待用。2、主菜单模块： 调用Choose函数，进行主菜单显示，并用switch与case进行菜单内容的选择实现。做到每次信息更新后都能及时显示在屏幕上供用户查看。3、前序遍历城市信息表模块： 调用前序遍历二叉树的成员函数（成员函数名Preorder），对已创建的二叉排序树进行前序遍历输出。4、中序遍历城市信息表模块： 调用中序遍历二叉树的成员函数（成员函数名Inorder），对已创建的二叉排序树进行中序遍历输出。5、查询城市信息模块： 输入查询的总次数，用for循环实现多次的查找； 输入要查询的城市； 调用函数SearchBST进行查找。 结果显示

7、。6、查找制定距离内的城市信息模块： 输入指定的城市； 输入指定的距离； 用for循环实现对所有已有的城市信息的查找。 调用函数Find查找需要被动比较的城市的坐标； 调用函数Find1查找作为参照的城市坐标。 对相应的城市坐标进行算术运算，相减平方开放 （即：sqrt(x-z)*(x-z)+(y-w)*(y-w)） 最终判定结果显示。7、插入模块： 输入插入的总次数，用for循环实现多次的插入； 输入要插入的城市（新申请一个结点，用输入的城市名赋值于结点的data.city）； 由于新加了一个结点，所以总个数n要相应改变，每插入一个加一，并将信息放入对应的数组单元。 将新结点的指向左右孩子的

8、指针赋值为空。 调用函数InsertBST进行插入，将其接入适合的二叉排序树的位置根据（左小右大）。 结果显示。8、删除模块：(选做) 输入删除的总次数，用for循环实现多次的删除； 输入要删除的城市； 先调用函数SearchBST对输入值进行查找，如果找到则，有效删除，否则显示不存在给的城市名。 结果显示。9、退出模块： 显示本人信息，对使用表示感谢，然后用exit（0）直接退出程序。 3）模块层次调用关系图 各模块之间的关系图：四、详细设计实现概要设计中定义的所有的类的定义及类中成员函数，并对主要的模块写出伪码算法。1.二叉排序树的定义二叉排序树(Binary Sort Tree)又称二叉

9、查找(搜索)树(Binary Search Tree)。其定义为：二叉排序树或者是空树，或者是满足如下性质的二叉树：若它的左子树非空，则左子树上所有结点的值均小于根结点的值；若它的右子树非空，则右子树上所有结点的值均大于根结点的值；左、右子树本身又各是一棵二叉排序树。上述性质简称二叉排序树性质(BST性质)，故二叉排序树实际上是满足BST性质的二叉树。templateclass BiTree public: BiTree(T a,int n);/带参构造函数 BiNode*Getroot()return root;/获取指向根结点的指针 BiNode*InsertBST(BiNode*root

10、,BiNode*s); /在二叉排序树中插入一个结点s，此处用于起始值插入 BiNode*InsertBST1(BiNode*root,BiNode*s); /2在二叉排序树中插入一个结点s，用于后期功能的多个或一个插入 /值，会显示插入成功 BiNode*SearchBST(BiNode*root,T k);/查找值为k的结点 void Preorder(BiNode*rt);/前序遍历二叉树 void Inorder(BiNode*rt); /中序遍历二叉树 void Choose();/选择界面 BiNode*Begain(BiNode*root,BiNode*s);/对城市X,Y坐标进

11、行初始化 BiNode*Find(BiNode*root,T k);/用于查找需要被比较的城市的坐标 BiNode*Find1(BiNode*root,T k);/查找作为参照的城市坐标 private: BiNode*root;/二叉排序树的根指针;2.二叉排序树的性质 按中序遍历二叉排序树，所得到的中序遍历序列是一个递增有序序列。3.二叉排序树的插入 在二叉排序树中插入新结点，要保证插入后的二叉树仍符合二叉排序树的定义。此处我将插入模块分成了两个部分。第一个用来将刚开始的数据建立最初的二叉排序树BiNode* BiTree:InsertBST(BiNode *root, BiNode *s

12、)情况1、先判断if(root=NULL)即如果原结点不存在，则，插入结点变成根结点return s；情况2、如果有结点存在，则进行判断，二叉排序树特点，根结点关键字大于其左子树，小于其右子树1） 插入结点小于根结点。即：if(s-data.citydata.city)/root-lchild = InsertBST(root-lchild, s); /插入左子树，再依次往下比较。 2）插入结点大于根结点。root-rchild = InsertBST(root-rchild, s); 插入到右子树中，再依次比较，最终确定位置插入过程：templateBiNode*BiTree:InsertB

13、ST(BiNode*root,BiNode*s)/在二叉排序树中插入一个结点s，此处用于起始插入值 if(root=NULL) /如果原结点不存在，则插入结点变成根结点 return s; else/如果有结点存在，则进行判断，二叉排序树特点，根结点大于其左子树，小于其右子树 if(s-data.citydata.city)/插入结点小于根结点（按关键字城市名进行判断） root-lchild=InsertBST(root-lchild,s);/插入到左子树中 else /插入结点大于根结点（按关键字城市名进行判断） root-rchild=InsertBST(root-rchild,s);

14、/插入到右子树中 return root; templateBiNode*BiTree:InsertBST1(BiNode*root,BiNode*s)/1在二叉排序树中插入一个结点s，用于后期功能的多个或一个插入值，会显示插入成功 if(root=NULL) /如果原结点不存在，则，插入结点变成根结点 return s; else if(s-data.citydata.city) root-lchild=InsertBST(root-lchild,s); else root-rchild=InsertBST(root-rchild,s); cout endl; Begain(root,s); return root;4.二叉排序树的查找 假定二叉排序树的根结点指针为 root ，给定的关键字值为 K ，则查找算法可描述为：templateBiNode*BiTree:Find(BiNode*root,T k) /得到被比较结点的x,y坐标，