教学计划编排问题.docx

1、教学计划编排问题姓名 蒲 茜 学号1705990111 班级 计算机1701 年级 2017级 指导教师 杨新安 西安财经学院信息学院 数据结构 课程设计报告课程设计名称 教学计划编排问题 实验室 完成日期 2018.12.1 一、需求分析【问题描述】大学的每个专业都要制订教学计划。假设任何专业都有固定的学习年限，每学年含两学期，每学期的时间长度和学分上限均相等。每个专业开设的课程都是确定的，而且课程在开设时间的安排必须满足先修关系。每门课程有哪些先修课程是确定的，可以有任意多门，也可以没有。每门课恰好占一个学期。试在这样的前提下设计一个教学计划编制程序。【基本要求】（1）输入参数包括：学期总

2、数，一学期的学分上限，每门课的课程号（固定占3位的字母数字串）、学分和直接先修课的课程号。（2）允许用户指定下列两种编排策略之一：一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀；二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。（3）若根据给定的条件问题无解，则报告适当的信息；否则，将教学计划输出到用户指定的文件中。计划的表格格式自行设计。【测试数据】学期总数：8；学分上限：10；该专业共开设课数：16课程号：C01 C02 C03 C04 C05 C06 C07 C08 C09 C10 C11C12 C13 C14 C15 C16学分顺序：2 3 4 3 2 3 4 4 4 5 4 4 2 3 2 3先修关系如

3、下表：C01C02 C04 C03 C12C02C03C03C05 C07 C08C04C05C05C07C06C08C07无C08无C09C10 C11 C12C10C12C11C06C12无C13C11C14C13C15C13 C11C16C15【实现提示】可设学期总数不超过10，课程总数不超过60。如果输入的先修课程号不在该专业开设的课程序列中，则作为错误处理。应建立内部课程号与课程号之间的对应关系。二、概要设计抽象数据类型描述：typedef struct ArcNodeArcNode;表节点（弧结构）；typedef structVNode, AdjListMAX_VERTEX_NU

4、M;头结点；typedef structALGraph;图结构；int LocateVex(ALGraph G,VertexType u)操作结果:若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1；Status CreateGraph(ALGraph &G)采用邻接表存储结构,构造没有相关信息的图G(用一个函数构造种图)；void Display(ALGraph G)输出图的邻接矩阵G；void FindInDegree(ALGraph G,int indegree)求顶点的入度；typedef struct SqStackSqStack;顺序栈；Status InitStack(SqS

5、tack *S)构造一个空栈S；void ClearStack(SqStack *S)清空栈的操作；Status StackEmpty(SqStack S)若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE；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O:否则返回ERROR；Status Push(SqStack *S,SElemType e)插入元素e为新的栈顶元素；Status zxf(ALGraph G)求大学所有课程总学分；Status TopologicalSort(ALGraph G)程序的核心函数：有向图G

6、采用邻接表存储结构，若G无回路,则按用户选择的方案输出G的顶点的一个拓扑序列并返回OK,否则返回ERROR；int main()主函数；功能模块图：三、详细设计存储结构及宏定义：#define MAX_VERTEX_NUM 100#define STACK_INIT_SIZE 10#define STACKINCREMENT 2图的邻接表存储：typedef struct ArcNode /弧结构； int adjvex; /该弧所指向的顶点的位置; struct ArcNode * nextarc; /指向下一条弧的指针;ArcNode; /表结点;typedef struct AdjLis

7、t vertices,vertices2; /分别存课程名和学分； int vexnum,arcnum; int kind;ALGraph;栈的顺序存储：typedef struct SqStack SElemType *base; SElemType *top; int stacksize;SqStack;算法设计：/对各顶点求入度indegreevoid FindInDegree(ALGraph G,int indegree) int i; ArcNode *p; for(i=0;iG.vexnum;i+) indegreei=0; for(i=0;iadjvex+; p=p-nextar

8、c; /出栈Status Pop(SqStack *S,SElemType *e) if(*S).top=(*S).base) return ERROR; *e=*-(*S).top; return OK;/入栈Status Push(SqStack *S,SElemType e) if(*S).top-(*S).base=(*S).stacksize) (*S).base=(SElemType *)realloc(*S).base,(*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType); if(!(*S).base) exit(OVERFLOW);

9、(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACKINCREMENT; *(*S).top)+=e; return OK;/构造图GStatus CreateGraph(ALGraph &G) int i,j,k; VertexType v1,v2; /顶点信息； ArcNode * p; /指向第一条依附某顶点的弧的指针； printf(请输入教学计划的课程数: ); scanf(%d,& G.vexnum); printf(请输入课程先修关系数（弧的数目）: ); scanf(%d,& G.arcnum); printf(请输入

10、%d个课程的代表值(如:c01):n,G.vexnum); for(i=0;iG.vexnum;+i) scanf(%s,G.verticesi.data); G.verticesi.firstarc=NULL; printf(请输入%d个课程的学分值:n,(G).vexnum); for(i=0;iG.vexnum;+i ) scanf(%s,G.vertices2i.data); printf(请顺序输入每条弧的弧尾和弧头(以空格作为间隔):n); for(k=0;kadjvex = j; p-info = NULL; p-nextarc = G.verticesi.firstarc; G

11、.verticesi.firstarc = p; return OK;函数调用关系图：四、调试分析遇到的最大困难应该是算法的设计，因为平时学的比较死板，遇到这种设计作业就摸不着头脑。刚开始会就不停的复习栈，图，拓扑排序。但还是没有思路，翻阅了一些书籍，并在网上搜索了有关拓扑排序的算的大体思路，经过好几天的不断修改和调试，才完成了这个算法。设计的过程中还是存在很多问题。有时候程序运行到一半就自动闪退了，可能的是存储空间的问题，改了存储位置之后就好了。测试结果及分析：主界面设计输入需要输入的数据还算较多的，包括学期总数，一学期的学分上限，每门课的课程号（固定占3位的字母数字串）、学分和直接先修课的

12、课程号。弧尾和弧头指的是先修关系。输入完所有的数据之后就会显示输出：因为有两种编排策略，程序运行一半后就会让用户选择策略，一是各个学期的学习负担平均，二是课程集中在前几个学期中。用户选择后，就会有相应的输出，之后可选择是否继续。结束程序：五、设计总结这次设计相对于我来说有点困难，需要查询很多资料，询问同学，巩固学过的知识，直到设计完成对数据结构也有了新的理解，虽然在这个设计上投入了很多，但也只能完成课题的基本要求，对于选做要求，我可能还要累计更多的知识和实践来完成。我觉得实践比理论要重要的多，在你学习到基本的知识后你不去试着编程，就像是纸上谈兵一样，没多大作用。我会尽量做好每个设计，减少程序中

13、常见的语法错误，逻辑错误，减少调试分析的次数，解决问题更加细心认真些。这个程序还是有不足的，界面看上去不太美观，可以设计的更简洁一些。要输入很多数据，而且分的步数也多输入的时候容易出错，我就是输入了好几遍才完成整个程序的运行，还是要求用户细心些六、源程序清单#include#include#include#include #include using namespace std;#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1typedef int Status; typedef int

14、Boolean;#define MAX_NAME 10#define MAX_CLASS_NUM 100int Z=0;int X=0;int term_num,credit_lim,q=1;typedef int InfoType;typedef char VertexTypeMAX_NAME; #define MAX_VERTEX_NUM 100typedef enumDGGraphKind;typedef struct ArcNodeint adjvex;struct ArcNode * nextarc;InfoType * info;ArcNode;typedef structVert

15、exType data; ArcNode *firstarc; VNode, AdjListMAX_VERTEX_NUM;typedef structAdjList vertices,vertices2; int vexnum,arcnum;int kind;ALGraph;int LocateVex(ALGraph G,VertexType u)int i;for(i=0;iG.vexnum;+i)if(strcmp(u, G.verticesi.data)=0)return i;return -1;Status CreateGraph(ALGraph &G)int i,j,k;Vertex

16、Type v1,v2; ArcNode * p; printf(请输入教学计划的课程数: );scanf(%d,& G.vexnum);printf(请输入课程先修关系数（弧的数目）: );scanf(%d,& G.arcnum);printf(请输入%d个课程的代表值(如:c01):n,G.vexnum);for(i=0;iG.vexnum;+i) scanf(%s,G.verticesi.data);G.verticesi.firstarc=NULL;printf(请输入%d个课程的学分值:n,(G).vexnum);for(i=0;iG.vexnum;+i) scanf(%s,G.ver

17、tices2i.data);printf(请顺序输入每条弧的弧尾和弧头(以空格作为间隔):n);for(k=0;kadjvex = j;p-info = NULL;p-nextarc = G.verticesi.firstarc;G.verticesi.firstarc = p;return OK;void Display(ALGraph G)int i;ArcNode * p;switch(G.kind)case DG: printf(有向图n);printf(%d个顶点：n,G.vexnum);for(i=0;iG.vexnum;+i)printf(%s ,G.verticesi.data

18、);printf(n%d条弧:n,G.arcnum);for(i=0;iadjvex.data);p=p-nextarc;printf(n);void FindInDegree(ALGraph G,int indegree)int i;ArcNode *p;for(i=0;iG.vexnum;i+)indegreei=0;for(i=0;iadjvex+;p=p-nextarc;typedef int SElemType;#define STACK_INIT_SIZE 10#define STACKINCREMENT 2typedef struct SqStackSElemType *base

19、;SElemType *top;int stacksize;SqStack;Status InitStack(SqStack *S)(*S).base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType);if(!(*S).base)exit(OVERFLOW);(*S).top=(*S).base;(*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;void ClearStack(SqStack *S) S-top=S-base;Status StackEmpty(SqStack S)if(S.top=S.b

20、ase)return TRUE;elsereturn FALSE;Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)if(*S).top=(*S).base)return ERROR;*e=*-(*S).top;return OK;Status Push(SqStack *S,SElemType e)if(*S).top-(*S).base=(*S).stacksize)(*S).base=(SElemType *)realloc(*S).base,(*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType);if(!(*S).base)

21、exit(OVERFLOW);(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;(*S).stacksize+=STACKINCREMENT;*(*S).top)+=e;return OK;Status zxf(ALGraph G) int z=0;for(int i=0; i G.vexnum; i+)z += atoi(G.vertices2i.data);return z;typedef int pathoneMAX_CLASS_NUM;typedef int pathtwoMAX_CLASS_NUM;Status TopologicalSort(ALGraph G)i

22、nt i,k,count,indegreeMAX_VERTEX_NUM;bool has = false;SqStack S;pathone a;pathtwo b;ArcNode * p;FindInDegree(G,indegree);InitStack(&S);for(i=0;inextarc)k=p-adjvex;if(!(-indegreek)Push(&S,k);if(countG.vexnum)printf(此有向图有回路n);return ERROR;elseprintf(为一个拓扑序列。nn);has=true;printf(请问您想使学生在各学期中的学习负担尽量均匀（输入1

23、）n);printf(还是想使课程尽可能地集中在前几个学期中（输入2）？n);int pattern;printf(请选择(1 or 2):);scanf(%d,&pattern);FindInDegree(G,indegree); ClearStack(&S);printf(=n);printf(教学计划如下：n);int xq = 1; int xfh; int now=0;int top = G.vexnum / term_num ; int pjxf = zxf(G) / term_num ; while(xq = term_num + 1)int result20; int m =

24、0;xfh = 0;now=0; for(i=0;iG.vexnum;+i)if(0 = indegreei)Push(&S,i);if(xq = term_num+1 & !StackEmpty(S)printf(还有课程未安排！n);while(!StackEmpty(S) & xq credit_lim)ClearStack(&S);break;if(pattern = 1)if(xq!=term_num/2&nowtop)ClearStack(&S); now = 0;break;if(pattern = 2)一（块）稻田 一（面）队旗 一（场）球赛 一（把）铜号if(xq!=1&xq

25、!=term_num/2&xq!=term_num/2-1&nowtop)母亲 着急 认真. 得意 主意 同意 因为 阳光 办法 亲情 爱情ClearStack(&S);（5）小荷才露尖尖角，早有蜻蜓（立上头）。now = 0;6、量词填空。break;10、用两个字组新字：（如课本133页）重轻 圆扁 东西 生死 胖瘦 头尾 宽窄 美丑 进出 臭香indegreei-; for(p=G.verticesi.firstarc; p; p=p-nextarc)k=p-adjvex;indegreek-;女字旁：奶、妈、姑、妹if(indegreek=0)足 足字旁(跳 跑） 亻单人旁（休 体 何）Push(&S,k);resultm=i;m+;if(xq = term_num)如：爱（爱人）（亲爱）（爱情）（可爱）（热爱）（友爱）printf(第%d个学期的课程为：,xq);（8）、（ ）像（ ）。for(int j=0; jm; j+)printf(课程%s ,G.verticesresultj.data);printf(n);xq+;ClearStack(&S);