B树课程设计Word下载.docx

1、1. 设计并实现 B-Trees 数据结构，包含其上的基本操作，如节点的插入和删除等。2.实现在 B-trees 树上的查找操作。3.设计良好的运行界面，能够实现重复的操作。1.3 开发环境开发系统： Windows 系统，处理器要求最低奔腾处理器，内存 32m，建议在 i5 处理器， 128m内存配置下调试。编译集成软件： Devc+开发软件。Devc+是一个强大的 C/C+软件开发工具，操作简单，使用非常广泛， 称为很多程序员 的首选开发工具。2概要设计2.1功能模块划分主函数即 main（） 函数，主要实现 B-Trees 的建立，建立一棵满足要求的 4 节 B-Trres 树。菜单介绍

2、函数即 meau（）函数，主要包括介绍各个功能的实现途径，并给操作者提供 个操作界面。插入元素函数即 insertbtree（b） 函数，主要有用户通过界面输入要插入的元素，首先 判断要插入的元素是否已在 B-Trees 中，若不在则插入之。删除函数即 deletetree（b） 函数，首先判断要删除的元素是否在 B-Trees 中若在该B-Trees 中则删除查找函数即 searchbtree（b） 函数，由用户通过界面输入一个元素，查找该元素是否在 该 B-Trees 中，若在就输出它在节点的位置。图 2.1 主函数流程图2. 2 系统流程图B- 树的主程序流程如图 2.2 所示B- 树的

3、主程序流程如图 2.3 所示3详细设计3.1数据结构B-树的数据类型：typedef struct BTNodeint keynum; / 结点中关键字的个数，即结点的大小 struct BTNode *parent; / 指向双亲指针int keym+1; / 关键字向量struct BTNode *ptrm+1; / 子树指针向量BTNode3.2模块设计 B-树插入新元素模块如图 3.2 所示树插入元素函数流程图B-树删除元素模块如图 3.3 所示图 3.3 B- 树删除元素函数流程图B-树查找模块如图 3.4 所示图 3.5 B- 树查找元素模块流程图4测试4.1 测试数据图表 4-1

4、序号数据内容说明显示截图13查找，要查元素在 B- 树中图 4.225查找，要查元素不在 B- 树中图 4.332插入，插入元素不在 B 树中图 4.4442插入，插入元素在 B- 树中图 4.561删除，删除元素在 B-树中图 4.6651删除，删除元素不在 B- 树中图 4.74.2测试结果界面主菜单运行结果如图 4.1 所示图 4.1 主界面运行查询 B-树中元素运行结果分两种可能一是要查元素在 B-树中，另一种是不在要查元素在 B-树中的运行结果如图 4.2 所示图 4.2 查找 B- 树已有元素要查不在元素在 B- 树中的运行结果如图 4.3 所示图 4.3 查找 B- 树中没有元素

5、插入 B-树中元素运行结果分两种可能一是要查元素在 B-树中，另一种是不在 要插入的元素在 B- 树中的运行结果如图 4.4 所示。图 4.4 插入 B- 树已有元素要插入的元素不在 B-树中的运行结果如图 4.5 所示。图 4.5 插入 B- 树中没有元素插入 B-树中元素运行结果分两种可能一是要查元素在 B-树中，另一种是不在 要删除的元素在 B- 树中的运行结果如图 4.6 所示。图 4.6 删除 B- 树中已有元素图 4.8 退出运行主界面5总结 历时两周的课程设计终于结束了，对于课程设计： 首先，关于程序方面，我发现即使对设计思路有了眉目，知道了所要用到的 B-树的一些知识，但是要把

6、这些写成函数代码，其实还是一件非常不容易的事情。再加上要完善设 计思路，构造整个程序框架在内，都是一件工作量非常大的工作。幸好，有很多资料可以在网路上搜到。所以课程设计的第一天，我们搜集了很多关于 B-树的资料，包括几种不同思路的程序代码，以及程序流程。然后我们的工作就变成：尽量看懂并整理这些代码，然后再其基础上筛选需要的功能，按照自己的意愿来修改与完善在操作界面的人性化上，我倒尽可能的做得很完善，无论从美观角度还是方便清楚操 作，都实行了非常人性化的方式。因为通常清楚程序的人，知道怎么操作以及该输入什么， 而不清楚的人却有很大可能在细节方面输入错误导致程序运行失败，或是根本不知道应该 怎么输

7、入。所以，尽可能的人性化的设计是非常有必要的，让不懂程序的人也可以正确的 操作运行。在调试程序的过程中，遇到了许多常识性的问题，通过不断的调试、改进，最终使程 序能够运行，并且得到正确的运行结果。在这个过程中，能够不断地发现问题，并且自己 独立的去解决多遇到的问题，这是课程设计过程中所不可缺少的精神。最后，做再次一下总结。程序方面仍有为解决的问题，希望即便课设之后也可以努力 将问题解决掉。然后 B-树的算法中，有些知道怎么做却很难清楚回答出来的问题，希望可 以再好好的查找一下相关资料，将知识系统化、理论化、规范化。参考文献1顾泽元，刘文强编 . 数据结构. 北京：北京航空航天大学出版社， 20

8、11年.2李素若，陈万华，游明坤编 .数据结构（ C语言描述），中国水利水电出版社， 2014 年.3李素若，陈万华，游明坤编 . 数据结构习题解答及上机指导，中国水利水电出版社， 2014年.4谭浩强编 .C 语言设计 . 清华大学出版社， 2011 年.附录 源程序代码#include #includestdlib.h#define m 4 /B- 树的阶，设定为 4#define max 32767 / 结点中关键字的个数，即结点的大小struct BTNode *parent;BTNode,*BTree; / 定义 B- 树的节点结构int data20=3,24,45,27,53,9

9、0,50,61,70,100,12,37,85,105,108,113,121,124,138,135; BTree T,R,R1;int rag;BTree searchtree（int k） / 查找建树时要插入元素的位置int j;BTree p1,q1;p1=T;while（p1）for（j=1;jkeyjk） break;q1=p1; p1=p1-ptrj-1;rag=j-1;return q1;void search（BTree p2,int a）j+） if（p2-a）break;void zimeau（） / 介绍菜单printf（ttn）;tt 菜单简介 ntt1. 查询结点

10、信息 ntt2. 插入新的结点 ntt3. 删除结点 ntt4. 退出 nint searchbtree（int k） / 查询要查元素在树中，若树中有该元素则打印否则打印说明无int i,found=0;BTree p;p=T;while（!found）&（p-ptr0!=NULL）for（i=1;ii+） if（kkeyi） break;if（p-keyi=k）found=1;elsep=p-ptri-1;ptr0=NULL） for（i=1;if（found=0）tt 此元素不在该 B- 树中 ntt 此元素元素在该 B- 树中 ntt 该元素是 B- 树中结点的第 %d元素 n,i）;

11、return found;void insertbtree（int x） / 插入元素函数int j,finished,s;BTree q,p;finished=0;q=searchtree（x）; / 查找要插入元素在 B- 树中的位置 while（!finished）if（q-keynum=0） / 当要插入的元素所在结点是根节点 , 且为新申请的根结点q-ptr0=p;ptr1=R;key1=x; q-keynum+;p-parent=q;R-else if（q-keynum!=0）&（q-=NULL） / 当要插入的元素所在结点是中间的结点 x for（j=3;jrag;j-） key

12、j+1=q-keyj;ptrj+1=q-ptrj; q-ptrj+1=R;keyj+1=x;else / 当插入的元素所在结点是最下层的结点时j-） q-keynumkeys;keys=max;keynum=s-1;R=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode）; / 新申请一个结点来存放分裂的另一部分数据 R-key1=q-keys+1;for（j=2;=m;j+） R-keyj=max;ptrj=NULL; R-ptr0=q-ptrs;ptr1=q-ptrs+1;keynum=1;keys+1=max;p=q;q=q-parent;if（!q）R1=（BTNode*）ma

13、lloc（sizeof（BTNode）; / 新申请一个节点作为根节点 T=q=R1;keynum=0;parent=NULL;j+） q-for（j=0; elsesearch（q,x）; / 在一个结点中查找要插入元素的位置void deletetree1（BTree q,int j） / 当要删除的节点是终端结点 ,j 是要删除元素 是节点的地几个元素int i,h;BTree p,q0,q1; p=q-for（h=0;hptrh+1;q0=p-ptrh-1;keynum=m/2） / 当节点的数目不小于 m/2for（i=j;i+） q-keyi=q-keyi+1;if（q-m/2）&

14、（q0-=2|q1-=2） / 当结点的数目少于 m/2 但其左兄弟或右兄弟的结点数目大于时if（q1-=m/2） / 右兄弟时 q-keyj=p-keyh;keyh=q1-key0; for（i=0;i+）q1-keyi=q1-keynum-;else / 左兄弟时keyh=q0-keyq0-keynum; q0-keynum=q0-keynum+1;q0-else / 当结点的数目少于 m/2 且其左兄弟和右兄弟的结点数目小于时if（h=0） / 当该节点只有有兄弟时key1=p-key1;key2=q1-keynum=2;free（q1）; for（i=1;keyi=p-else / 当

15、该节点有左兄弟时key2=q0-free（q0）;ptri=p-ptri+1;void deletetree2（BTree q,int j） / 要插入节点是非终端结点while（q-ptr0） / 找终端结点=NULL）ptr0;keyj=q-deletetree1（q,1）;void deletetree（int k）=NULL） / 找到要插入节点的位置if（kB-树中可以删除否则 / 返回值， 1 代表该元素在 无法删除 return found;int rumeau（） / 提供给读者自己的选择int c; printf（tttt 请输入您的选择： scanf（%d,&c）;retu

16、rn c;void meau（） / 菜单选项函数int a,b,rate;tt%c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %c %cn,3 3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3）;dozimeau（）;,3a=rumeau（）; / 子菜单 switch（a）case 1:system（clstt 请输入要查找的元素 :b）;rate=searchbtree（b）; / 在 B- 树中查找元素函数 break;case 2:tt 请输入要插入的元素 :scanf（ / 查询要插入

17、的元素是否在该 B- 树中 if（rate=0）tt 该元素不在此 B- 树中，故可插入之 insertbtree（b）; / 插入新元素函数tt 该元素已在 B- 树中，不需要再插入 n break;case 3:tt 请输入要删除的元素 : rate=searchbtree1（b）;if（rate=0）tt 由于该元素不在此 B- 树中，故无法删除 n else printf（tt 该元素在此 B- 树中，可删除 n deletetree（b）; / 删除 B- 树中的元素调用函数while（a!=4）;void main（）int x,i,finished,s,j;color 1B / 背景颜色显示函数T=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode）;T-for（i=0;3;keyi+1=datai;key4=max;5;ptri=NULL;for（i=3;20;x=datai;j-）q-m） / 当插入节点后，结点的关键字数小于 m时 , 插入新的元素完成/ 当插入新的结点后，结点的关键字数不小于 m时将结点分裂R-if（R-ptr0-parent=R;ptr1-ptrs=NULL;ptrs+