1、数据结构课程设计目录1 实验目的 12 问题描述 13 需求分析 14 概要设计 24.1设计思想 24.2设计流程图 24.3 数据库设计 34.4函数及功能要求 34.5模块调用关系 45详细设计 45.1制定课程计划伪码 46 测试分析 87 使用说明 118 总结 129 参考文献 1310 附录 14教学计划安排检验1 实验目的本次数据结构课程设计的主要目的是检验和巩固专业知识,提高综合素质和能力。并在实际操作中掌握:1邻接表的存储结构。2栈的基本操作。3拓扑排序的思想。通过实习,可以将我们课堂上掌握的理论知识与处理数据的业务相结合,以检验我们掌握知识的宽度、深度及对知识的综合运用能
2、力。2 问题描述针对学院的计算机系本科课程,根据课程之间的依赖关系,制定课程安排计划,并满足各学期课程数大致相同。按照用户输入的课程数,学期数,课程间的先后关系数目以及课程间两两间的先后关系,程序执行后会给出每学期应学的课程。3 需求分析该程序的工作是制定课程安排计划,并满足各学期课程数大致相同。此程序规定:1、输入的形式和输入值的范围:输入间用空格隔开。要求用户输入的课程数小于20,学期数小于或是等于8,课程名的长度小于等于10个字符。2、程序所能达到的功能:按照用户的输入,给出每学期应学的课程。3、测试数据:输入:学期数:,课程数:12,课程间的先后关系数:16,课程的代表值:v1,v2,
3、v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v10,v11,v12。课程间两两间的先后关系:v1 v2,v1 v3, v1 v4,v1 v12,v2 v3,v3 v5,v3 v7,v3 v8,v4 v5, v5 v7,v6 v8,v9 v10, v9 v11 , v9 v12,v10 v12,v11v6输出:第1学期应学的课程:v1 v9 第2学期应学的课程:v2 v4 v10 v11 第3学期应学的课程:v3 v6 v12 第4学期应学的课程:v5 v8 第5学期应学的课程:v74 概要设计4.1设计思想总体思想是利用拓扑排序的思想和堆栈思想编写相应函数。首先根据课程的先后关系画出AOV网,网
4、中的结点代表课程,有向边表示各学科之间的次序关系。可以采用邻接表作AOV网的存储结构,且在头结点中增加一个存放顶点入度的数组。为了避免重复检测入度为零的顶点,可另设一栈暂存所有入度为零的顶点。然后根据拓扑排序依次输出应学的课程。4.2设计流程图图1 流程图4.3 数据库设计系统用到的抽象数据类型定义:1ADT Graph数据对象V:V是具有相同特性的数据元素的集合,称为顶点集。数据关系R:R=VRVR=|v,wV且P(v,w),表示从v到w的弧, 谓词P(v,w)定义了弧的意义和信息 基本操作:(1)Status CreateDG(ALGraph&G);(2)void FindInDegree
5、(ALGraph G);(3)Status TopologicalSort(ALGraph G);ADT Graph2. ADT Stack数据对象:D=ai|aiElemSet,i=1,2,n, n0数据关系:R1=|ai-1,aiD,i=2,,n 约定an端为栈顶,a1端为栈底。基本操作:(1)Status InitStack(SqStack&S);(2)Status Push(SqStack&S,SElemType e);(3)Status Pop(SqStack&S,SElemType&e);(4)Status StackEmpty(SqStack S);ADT Stack4.4函数及
6、功能要求(1)Status InitStack(SqStack&S):构造一个空栈。(2)Status Push(SqStack&S,SElemType e):插入元素e为新的栈顶元素。(3)Status Pop(SqStack&S,SElemType&e):若栈不空,则删除S的栈顶元素,用e返回其值,并返回OK;否则返回ERROR。(4)Status StackEmpty(SqStack S):判断栈是否为空,为空返回TRUE,否则返回FALSE。(5)Status CreateDG(ALGraph&G):建立邻接表。(6)void FindInDegree(ALGraph G):求图的入度
7、。(7)void print(int n,ALGraph G):排序输出顶点数据。(8)Status TopologicalSort(ALGraph G):拓扑排序,有向图G采用邻接表存储结构。4.5模块调用关系各程序模块之间的调用关系(子程序编号见上):主函数可调用子程序5,8。子程序8可调用子程序1,2,3,4,6,7。5详细设计5.1制定课程计划伪码制定课程计划算法的伪码描述如下:Status CreateDG(ALGraph&G)/建立邻接表提示请输入学期数目(学期数目必须小于等于8):;scanf(%d,&学期数目);if(学期数目8)提示请重新输入学期数目(学期数目必须小于等于8)
8、:;scanf(%d,&学期数目); 提示请输入课程数目(课程数必须小于20):;scanf(%d,&课程数目);if(课程数目=20)提示请重新输入课程数目(课程数必须小于20):;scanf(%d,&课程数目);图G的顶点数=课程数目;提示请输入课程间的先后关系数:;scanf(%d,&图G的顶点数);提示请输入课程的代表值(课程名的长度小于等于10个字符):;for(i=0;i图G的顶点数;i+) scanf(%s,&图G的第i个顶点的数据);图G的第i个顶点指向的第一条弧 = NULL;/输入顶点信息提示请输入课程间两两间的先后关系:;for(i=0;iadjvex)=w-1;p所指向
9、的下一条弧(p-nextarc)=G.verticesv-1.firstarc;/顶点v的链表G.verticesv-1.firstarc=p;/添加到最左边return OK; voidFindInDegree(ALGraph G)/求图各顶点的入度ArcNode* p;for(int i=0;i图G的顶点数;i+)p=G.verticesi.firstarc;while(p不为空) for(int j=0;jadjvex)=j)第j个顶点的入度+1;p=p-nextarc;void print(int n,ALGraph G)/对刚出s1栈的数据进行排序然后输出 for(i=0;ni!=-
10、1;i+)for(j=i+1;nj!=-1;j+)if(ninj)ni与nj交换;for(i=0;ni!=-1;i+)输出“G.verticesni.data”;Status TopologicalSort(ALGraph G) /拓扑排序 /有向图G采用邻接表存储结构SqStack S1,S2;ArcNode* p;inti,count,k,m,n20;FindInDegree(G);InitStack(S1);InitStack(S2);for(i=0;i=0;-i)if(第i个顶点的入度为0)把入度为0的压入栈S1count=0; /对输出顶点计数while(S1不为空栈)输出(第%d学
11、期应学的课程:,count+1);m=0;while(S1不为空栈)将S1的栈顶元素删除,并将其值返回给I;nm=i;把i号顶点压入栈S2m+;调用排序及输出函数将数组n全部赋值为-1count+; /计数while(S2不为空)将S1的栈顶元素删除,并将其值返回给I;for(p=G.verticesi.firstarc;p;p=p-nextarc)k=p-adjvex; /对i号顶点的每个邻接点的入度减1if(!(-indegreek) /若入度减为0,则入栈将度为0的顶点入栈S1;if(countG.vexnum) /该有向图有回路return ERROR;else return OK;/
12、TopologicalSort6 测试分析1 运行程序打开界面如下图,并根据提示,输入学期数目:图2 测试1输入出错时显示如下:图3 测试22 输入正确继续根据提示输入课程数目:图4 测试3输入错误时的显示如下:图5 测试43输入正确则继续根据界面提示输入课程的代表值:图6 测试54 根据界面提示输入课程间两两间的先后关系:图7 测试65 输入课程间两两间的先后关系后,则输出每学期应学的课程:图8 测试7若正确输入则运行结果应如下图:图9 正确运行7 使用说明运行程序,出现主页面,输入学期数目(学期数目必须小于等于8),输入完成后,按回车进行下一步;输入课程数目(课程数必须小于20),输入完成
13、后,按回车进行下一步;输入课程间的先后关系,输入完成后,按回车进行下一步;输入课程的代表值(课程名的长度小于等于10个字符,课程名之间用空格隔开),输入完成后,按回车进行下一步;输入课程间两两间的先后关系(注意:只输入课程代表值的数字部分,两两关系间用逗号隔开,不同组的关系用空格隔开),输入完成后,按回车,主界面上将显示每学期的课程安排。至此,本程序运行结束。8 总结本程序充分应用了我们数据结构中所学的知识,完成了教学计划安排的检验。通过本次课程设计我们不仅仅掌握了邻接表的存储结构、栈的基本操作、拓扑排序的思想等知识。其实我们收获的不仅仅是技术,本次程序设计使我不仅深化理解了教学内容,进一步提
14、高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力,并且在总体分析、总体结构设计、算法设计、课程设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到了综合训练,使我在编读程序时更容易。通过本次课程设计我们小组成员团结合作但又不缺乏分工,查找资料,编写代码,完成报告。在此期间,我们充分认识了团结合作的重要性,查找、编写过程,我们有过思考,有过讨论,有过困难,但最终通过我们的团结,商讨,困难被化解,报告最终华丽的展现在我们面前。9 参考文献1、数据结构 C语言严蔚敏清华大学出版社2、c语言程序设计谭浩强清华大学出版社3、数据结构高教出版社4、数据结构习题李春保清华大学出版社5、数据结构习题严蔚敏清华大学出版社6、c语言与数据结构王立柱清华大学出版社7、数据结构(C语言篇)习题与解析李春葆清华大学出版社10 附录见源代码:教学计划.cpp
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