数据结构课程设计报告.docx

1、数据结构课程设计报告数据结构课程设计设计说明书TSP 问题起止日期： 2016 年 6 月 27 日 至 2016 年 7 月 1 日学 生 姓 名班 级学 号成 绩指 导 教 师 ( 签 字 )2016 年 7 月 1 日第 1 章需求分析 .11.1简介 .11.2系统的开发背景 .11.3研究现状 .1第 2 章概要设计 .22.1系统开发环境和技术介绍 .22.2系统需求分析 .22.2.1总体功能分析 .22.2.2核心功能分析 .3第 3 章 详细设计 .43.1系统开发流程 .43.2系统模块设计 .43.3系统结构 .63.2系统流程图 .6第 4 章 调试分析 .74.1程序

2、逻辑调试 .74.2系统界面调试 .8第 5 章 测试结果 .95.1测试环境 .95.2输入输出测试项目 .95.3测试结果 .10结 论.11参考文献.11附录 .12第 1 章 需求分析1.1 简介旅行商问题，即 TSP问题（ Travelling Salesman Problem ）又译为旅行推销员问题、货郎担问题， 是数学领域中著名问题之一。 假设有一个旅行商人要拜访 n 个城市，他必须选择所要走的路径，路径的限制是每个城市只能拜访一次，而且最后要回到原来出发的城市。 路径的选择目标是要求得的路径路程为所有路径之中的最小值。1.2 系统的开发背景TSP的历史很久，最早的描述是 175

3、9 年欧拉研究的骑士周游问题，即对于国际象棋棋盘中的 64 个方格，走访 64 个方格一次且仅一次， 并且最终返回到起始点。TSP由美国 RAND公司于 1948 年引入，该公司的声誉以及线形规划这一新方法的出现使得 TSP成为一个知名且流行的问题。1.3 研究现状TSP问题是一个组合优化问题。该问题可以被证明具有 NP计算复杂性。因此，任何能使该问题的求解得以简化的方法，都将受到高度的评价和关注。旅行推销员问题是图论中最著名的问题之一，即“已给一个 n 个点的完全图，每条边都有一个长度， 求总长度最短的经过每个顶点正好一次的封闭回路”。Edmonds，Cook和 Karp 等人发现，这批难题

4、有一个值得注意的性质，对其中一个问题存在有效算法时，每个问题都会有有效算法。迄今为止，这类问题中没有一个找到有效算法。倾向于接受 NP完全问题（ NP-Complete 或 NPC）和 NP难题（NP-Hard 或 NPH）不存在有效算法这一猜想，认为这类问题的大型实例不能用精确算法求解， 必须寻求这类问题的有效的近似算法。第 2 章 概要设计2.1 系统开发环境和技术介绍Microsoft Visual C+ 6.0 不仅是一个 C+ 编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（ IDE）。 Visual C+6.0 由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导 Ap

5、pWizard、类向导 Class Wizard 等开发工具。 这些组件通过一个名为 Developer Studio 的组件集成为和谐的开发环境。2.2 系统需求分析2.2.1 总体功能分析TSP问题最容易想到的也肯定能得到最佳解的算法是穷举法，即考虑所有可能的旅行路线， 从中选择最佳的一条。 但是用穷举法求解 TSP问题的时间复杂度为 (n!) ，当 n 大到一定程度后是不可解的。于 TSP问题，一个旅行家要穿过多个城市，已知城市个数，以及城市间距，每个城市经历且只经历一次，求出最短路径解和最短路径长度。本实验只要求近似解，可以采用贪心法求解：任意选择某个城市作为出发点，然后前往最近的未访

6、问的城市， 直到所有的城市都被访问并且仅被访问一次，最后返回到出发点。 输入城市数目 N 为正整数，城市间距离按邻接矩阵方式排列输入，最小值为 0，共有 N*N个数值；输出最优解和最优值。2.2.2 核心功能分析以下是核心功能代码分析：贪心算法排序： 为了解决问题， 需要寻找一个构成解的候选对象集合， 它可以优化目标函数，贪婪算法一步一步的进行。 起初，算法选出的候选对象的集合为空。接下来的每一步中， 根据选择函数， 算法从剩余候选对象中选出最有希望构成解的对象。如果集合中加上该对象后不可行， 那么该对象就被丢弃并不再考虑； 否则就加到集合里。 每一次都扩充集合， 并检查该集合是否构成解。 如果贪婪算法正确工作，那么找到的第一个解通常是最优的。