猴子吃桃.docx

1、 猴子吃桃猴子吃桃 河南理工大学万方科技学院 数据结构课程设计报告 院系名称 建筑与测绘工程系 姓 名 学 号 专 业 地 理 信 息 系 统 指导教师 目录 1 引 言 4 2 需求分析 6 3 概要设计 7 4 详细设计 8 5 调试分析 11 6 课程设计总结 14 数据结构课程设计报告 -猴子吃桃问题 问题描述 本课程设计主要解决猴子吃桃子的问题。一群猴子摘了一堆桃子，他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个，到了第10 天就只余下一个桃子。用多种方法实现求出原来这群猴子共摘了多少个桃子。在课程设计中，系统开发平台为 Windows 2000，程序设计设计语言采用 Visual C+，数

2、据库采用 MS SQL 2000，程序运行平台为 Windows 98/2000/XP。在整个程序中分别采用数组数据结构、链数据结构、递归等结构形式实现此问题的求解。程序通过调试运行，初步实现了设计目标。关键词 程序设计；C+；数组；链；递归；猴子吃桃 1 引引 言言 在日常生活中经常遇到一些与数据计算有关的问题，许多与猴子吃桃问题类似的问题要求用计算机程序语言来解决，用这个程序算法可以解决一些类似问题，以便利于生活实际。1.1 课程设计背景 猴子吃桃问题涉及一个比较有趣的数组，把猴子吃桃的天数倒过来看的话，以天数作为数组的下标 i，剩下桃子的个数 ai的递推公式为 ai=(ai-1+1)*2

3、。ai实际代表了倒数第 i 天剩下的桃子数。所以可以求得此数组的通项公式为 ai=3*pow（2，(i-1)）-2(i=2)1.2 课程设计目的 在这个程序中我们主要是用 C 语言解决猴子吃桃问题，一群猴子摘了一堆桃子，他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个，到了第10 天就只余下一个桃子。用多种方法实现求出原来这群猴子共摘了多少个桃子。生活中或学术上有很多类似的问题，这个问题看似简单，却可能使很多重大问题的重要组成部分或者是核心。解决此问题的目的是以便在生活中解决根本性问题，是生活变得更加便利。1.3 课程设计内容 这个程序的内容是以 C 语言为程序语言载体分别用数组数据结构、链数据结构、递

4、归等结构形式实现此问题的求解。2 需求分析 这个课程设计分为三个部分，即分别用三种不同的方法解决猴子吃桃子问题。每个部分都有不同的算法思想。用数组结构实现的算法，通过构造求桃子数的数组，然后输出要求的项来实现。用链结构实现的算法，则是建立链表，将每天的桃子数目存入链表，然后输出第一天的桃子数。用递归结构实现的算法，是通过函数本身的特点，反复调用自身，最后找到递归的出口，求得算法的解。3 概要设计 3.1 设计思路 C 是结构式语言。结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式

5、提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。3.2 设计方案 如果用数组结构解决这个问题，把猴子吃桃的天数倒过来看的话，以天数作为数组的下标 i，剩下桃子的个数 ai的递推公式为ai=(ai-1+1)*2。ai实际代表了倒数第 i 天剩下的桃子数。所以可以求得此数组的通项公式为 ai=3*2e(i-1)-2(i=2)。如果用链结构解决这个问题，建立一个链表，根据每天桃子数与后一天桃子数的关系 n=2*n+2,依次将每天的桃子数存进链表中，最后输出第一天的桃子数。如果用递归结构解决这个问题，要求利用他们每天都吃当前桃子的一半且再多吃一个这一特点

6、，设计一个递归算法。4 详细设计详细设计 4.1 数组结构 把猴子吃桃的天数倒过来看的话，以天数作为数组的下标 i，剩下桃子的个数 ai的递推公式为 ai=(ai-1+1)*2。ai实际代表了倒数第 i天剩下的桃子数。所以可以求得此数组的通项公式为 ai=3*pow（2，(i-1)）-2(i=2)。数组结构算法的流程图如图 4-1：图 4-1 int day,tao11;/定义数组和下标 tao0=0;/tao0赋值为 0 tao1=1;/倒数第一天的桃子数为 1 for(day=2;daynext=NULL;这个算法中，我运用了单链表，单链表每个结点由数据和指向后驱结点指针两部分构成。在插入

7、数据时，将插入的位置的前一项的原有后去指针赋给此结点的后去指针，然后把插入结点的 data 地址赋给前一结点的后驱指针，插入就完成了。插入结点的程序代码如下：Status ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e)/在第 i个位置之前插入元素 e int j=0;/计数器初值为 0 LinkList s,p=L;/p 指向头结点 while(p&jnext;4.3 递归 设计递归算法，利用 x=2*x+2，定义一个函数 sum_fan，然后不断调用自身，求得第一天的桃子数。递归算法的流程图如图 4-3 N Y 图 4-3 主要程序代码如下：int sum_f

8、an(int n,int i)/子函数 sum_fun，参数 n 和 i 接受主函数的参数 x 和 day if(i0)n=sum_fan(n+1)*2,-i);/每一次都用(n+1)*2)的值去调用子函数本身 return n;/返回结果 5 调试分析 5.1 运行环境 在本课程设计中，系统开发平台为 Windows2000,程序设计语言为 Visual C+6.0，程序的运行环境为 Visual C+6.0。Visual C+一般分为三个版本:学习版、专业版和企业版，不同的版本适合于不同类型的应用开发。实验中可以使用这三个版本的任意一种，在本课程设计中，以 Visual C+6.0为编程环

9、境。Microsoft Visual C+6.0 是 Microsoft公司的 Microsoft Visual Studio 6.0 开发工具箱中的一个 C+程序开发包。Visual C+包中除包括 C+编译器外，还包括所有的库、例子和为创建 Windows 应用程序所需要的文档。自 1993 年 Microsoft 公司推出 Visual C+1.0 后，随着其新版本的不断问世，Visual C+已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。Visual C+从最早期的 1.0 版本，发展到最新的 7.0 版本，Visual C+已经有了很大的变化，在界面、功能、库支持方面都有许多的增强。最新的

10、 7.0 版本在编译器、MFC 类库、编辑器以及联机帮助系统等方面都比以前的版本做了较大改进。虽然微软公司推出了 Visual C+.NET(Visual C+7.0)，但它的应用的很大的局限性，只适用于 Windows 2000,Windows XP 和 Windows NT4.0。所以实际中，更多的是以 Visual C+6.0 为平台。Visual C+6.0 是 Microsoft 公司推出的目前使用最广泛的基于Windows 平台的可视化编程环境。Visual C+6.0 是在以往版本不断更新的基础上形成的，由于其功能强大，灵活性好，完全课扩展以及具有强大的 Internet支持，因

11、而在各种 C+语言开发工具中脱颖而出，成为目前最为流行的 C+语言集成开发环境。Visual C+6.0 秉承 Visual C+以前版本的优异特性，为用户提供了一套良好的可视化开发环境：主要包括文本编辑器、资源编辑器、工程创建工具、Debugger调试器等等。用户可以在集成开发环境中创建工程、打开工程、建立、打开和编辑文件、编译、链接、运行、调试应用程序。5.2 运行结果 数组结构的运行结果如图 5-1 图 5-1 数组结构结果 链结构的运行结果如图 5-2 图 5-2 链结构结果 递归结构的运行结果如图 5-3 图 5-3 递归结构结果 6 课程设计总结课程设计总结 这次的课程设计的内容是

12、用 C 语言实现猴子吃桃子问题，这对我来说是个很具有挑战性的任务，但通过几天的设计也从中学到了不少东西，更深刻的理解了课本中的内容。数据结构是一门实践性较强的课程，为了学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时，加强上机实践。同时再次深刻理解了 C+中类的思想和实现，文件的概念和相关操作，以及有关数据结构的很多知识。根据实际问题的需要，对个方面的优缺点加以综合平衡，从中选择比较适宜的实现方法。在本次课程设计中，我明白了理论与实际相结合的重要性，并提高了自己组织数据及编写程序的能力，培养了基本的，良好的程序设计技能。提高综合运用所学知识的能力。在这次课程设计中曾遇到了不少问题，就单凭我一个人的能力很

13、难准时有效的完成这次的课程设计，在此，我忠心感谢我的老师和同学，他们为我提出了很多有用的建议，帮助我完成了这次的课程设计。最后也要感谢我们学校为我们提供良好的编程环境，使我们能够按时完成任务。附录：源程序代码 数组结构代码#include#include void main()int day,tao11;/定义数组和下标 tao0=0;/tao0赋值为 0 tao1=1;/倒数第一天的桃子数为 1 for(day=2;daynext=NULL;Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType&e)/当第 i 个元素存在的时，将其值赋给 e int j=1;/计数

14、器初值为 0 LinkList p=L-next;/p 指向第一个结点 while(p&jnext;if(!p|ji)return ERROR;e=p-data;return OK;Status ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e)/在第 i个位置之前插入元素 e int j=0;/计数器初值为 0 LinkList s,p=L;/p 指向头结点 while(p&jnext;if(!p|ji-1)return 0;s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode);/生成新的结点 s-data=e;s-next=p-next;/新结点指向

15、原第 i 个结点 p-next=s;/原第 i-1 个结点指向新结点 return 1;void main()LinkList L;int i,e,n;InitList(L);/初始化链表 for(i=1,n=1;i=10;i+)n=2*n+2;/将每一天的桃子数赋值给 n ListInsert(L,1,n);/将 n 的值输入链表 Status GetElem(L,1,e);printf(%d,e);/输出桃子的数目 递归结构代码#include int sum_fan(int n,int i)/子函数 sum_fun，参数 n 和 i 接受主函数的参数 x 和 day if(i0)n=sum_fan(n+1)*2,-i);/每一次都用(n+1)*2)的值去调用子函数本身 return n;/返回结果 void main()int sum;int day=9;/实现函数调用的次数 int x=1;/最后一天还剩得一个桃子 sum=sum_fan(x,day);/调用子函数 sum_fan,并把返回得结果赋给 sum printf(%dn,sum);