数据结构课程设计(附代码).doc
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数据结构课程设计(附代码).doc
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上海应用技术学院课程设计报告
课程名称《数据结构课程设计》
设计题目猴子选大王;建立二叉树;各种排序;有序表的合并;成绩管理系统;
院系计算机科学与信息工程专业计算机科学与技术班级
姓名学号指导教师日期
一.目的与要求
1.巩固和加深对常见数据结构的理解和掌握
2.掌握基于数据结构进行算法设计的基本方法
3.掌握用高级语言实现算法的基本技能
4.掌握书写程序设计说明文档的能力
5.提高运用数据结构知识及高级语言解决非数值实际问题的能力
二.课程设计内容说明
1.项目一
(1)对设计任务内容的概述
学生成绩管理**
任务:
要求实现对学生资料的录入、浏览、插入和删除等功能。
输入:
设学生成绩以记录形式存储,每个学生记录包含的信息有:
学号和各门课程的成绩,设学生成绩至少3门以上。
存储结构:
采用线性链式结构。
(2)详细设计
LinkList*create():
输入学生成绩记录函数;
voidprint(LinkList*head):
显示全部记录函数
LinkList*Delete(LinkList*head):
删除记录函数
LinkList*Insert(LinkList*head):
插入记录函数
voidmenu_select():
菜单选择
voidScoreManage():
函数界面
(3)程序流程图
3.删除学生记录
4.插入学生记录
1.输入学生记录
输入n(0 主界面 2.输出学生记录 退出 学生成绩管理系统 5.退出 判断n n=5 n=1、2、3、4 (4)程序模块及其接口描述 该程序可以分为以下几个模块: 1、菜单选择: voidmenu_select(); 提供五种可以选择的操作,在main函数中通过switch语句调用菜单menu_select()函数,进入不同的功能函数中完成相关操作。 2、输入功能: LinkList*create(); 通过一个for循环语句的控制,可以一次完成无数条记录的输入。 并将其存入链表。 3、输出功能: voidprint(LinkList*head); 通过一个while的循环控制语句,在指针p! =NULL时,完成全部学生记录的显示。 知道不满足循环语句,程序再次回到菜单选择功能界面。 4、删除功能: LinkList*Delete(LinkList*head); 按想要删除的学生的学号首先进行查找,通过指针所指向结点的下移来完成,如果找到该记录,则完成前后结点的连接,同时对以查找到的结点进行空间的释放,最后完成对某个学生记录进行删除,并重新存储。 5、插入功能: LinkList*Insert(LinkList*head); 输入你想插入的位置,通过指针所指向结点的下移,找到该位置,将该新的学生记录插入到该结点,并对该结点后面的指针下移。 链表长度加一,重新存储。 (5)程序的输入与输出描述 输入: 调用LinkList*create()函数,输入学生的姓名、学号、三门功课的成绩; 输出: 调用voidprint(LinkList*head)函数,输出学生的记录。 (6)程序测试 主菜单: 成绩管理系统的主界面: 学生成绩记录的输入: 输出学生成绩记录: 学生成绩记录的删除(删除学号是1101的学生记录) 插入新的学生成绩记录(插入学号为1103的学生记录) (7)尚未解决的问题或改进方向 尚未解决的问题: 该成绩管理系统还存在不少缺陷,而且它提供的功能也是有限的,只能实现学生成绩的输入、输出、删除、插入。 对于,学生成绩记录的文件保存以及按学号、姓名等的查询也是缺少的。 还有就是,对于多个学生成绩的操作也是不够的。 改进的方向: 在时间许可的条件下,尽量的完善该系统的各种功能,同时也应修改系统,让它更为人性化、简单化,被广大用户所接受。 (8)对软件的使用说明 该软件是属于比较低级的软件,只是包含了课程设计的要求的几个功能: 输入、输出、删除、插入。 所以用户在使用的过程中肯定会受到一定的局限性、不方便性,但由于时间的缘故,无法将软件做到尽善尽美。 2.项目二 (1)对设计任务内容的概述 各种排序 任务: 用程序实现插入法排序、选择法排序、起泡法改进算法排序; 利用插入排序、选择法排序和冒泡法的改进算法,将用户随机输入的一列数按递增的顺序排好。 输入的数据形式为任何一个正整数,大小不限。 输出的形式: 数字大小逐个递增的数列。 (2)功能描述 该函数有以下几个功能: 1)对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序 2)对R[0..n-1]按递增有序进行冒泡排序 3)对R[0..n-1]按递增有序进行直接选择排序 4)排序后的输出 5)调用所有排序,实现排序 (3)程序流程图 直接插入排序InsertSort() 退出 排序Sort() 直接选择排序SelectSort() 冒泡排序BubbleSort() (4)详细设计 voidInsertSort(RecTypeR[],intn): 对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序 voidBubbleSort(RecTypeR[],intn): 对R[0..n-1]按递增有序进行冒泡排序 voidSelectSort(RecTypeR[],intn): 对R[0..n-1]按递增有序进行直接选择排序 voiddisp(RecTypeR[],intn): 排序后的输出 voidSort(): 调用所有排序,实现排序 (5)程序模块及其接口描述 该程序分为五个模块: 1.输入功能: voidSort() 建立一个数组存放用户在键盘上输入的关键字,在分别调用各种排序的函数,对关键字进行排序。 2.直接插入排序功能: voidInsertSort(RecTypeR[],intn) 将后一个数与前一个数比较,将其插入到第一个比它大的大的数前面,其余数字往后移一个位置。 每次从无序表中取出第一个元素,把它插入到有序表的合适位置,使有序表仍然有序。 3.冒泡排序功能: voidBubbleSort(RecTypeR[],intn) 在排序过程中,执行完最后的排序后,虽然数据已全部排序完备,但程序无法判断是否完成排序,为了解决这一不足,可设置一个标志位exchange,将其初始值设置为非0,表示被排序的表是一个无序的表,每一次排序开始前设置exchange值为0,在进行数据交换时,修改exchange为非0。 在新一轮排序开始时,检查此标志,若此标志为0,表示上一次没有做过交换数据,则结束排序;否则进行排序。 4.直接选择排序功能: voidSelectSort(RecTypeR[],intn) 在无序区里找最小的数,第i小的数字放在第i个位置上,与原来第i个位置上的数字交换。 5.输出功能: voiddisp(RecTypeR[],intn) (6)程序的输入与输出描述 输入: 要求是10个为数字的关键字; 输出: 排序后新的序列。 (7)程序测试 输入关键字,调用各种排序函数 (8)尚未解决的问题或改进方向 改进方向: 虽然给出了它的各种排序的结果,但是没有它的箱子过程, 这是我的改进的方向,希望能将每种排序的过程也能展示给用户,来体现它们的不同。 (9)对软件的使用说明 用户只需根据提示,在键盘上输入要排序的10个关键字。 3.项目三 (1)对设计任务内容的概述 有序表的合并 要求输入有序表的数据,利用顺序表和链表结构分布完成两个有序表合并功能,并输出合并后的信息。 (2)功能描述 该程序有如下几个功能: 1)初始化顺序表 2)初始化链表 3)建立顺序表 4)尾插法建表 5)输出合并后的顺序表 6)输出合并后的单链表 7)合并顺序表 8)合并单链表 9)调用以上的函数,实现有序表的合并 (3)概要设计或程序流程图 开始 初始化链表 初始化顺序表 建立顺序表 尾插法建表 合并顺序表 合并单链表 输出 结束 (4)详细设计 voidInitList(SqList*&L): 初始化顺序表 voidInitList1(LinkList1*&L): 初始化链表 voidCreateList(SqList*&L,ElemTypea[],intn): 建立顺序表 voidCreateListR(LinkList1*&L,ElemTypea[],intn): 尾插法建表 voidDispList(SqList*L): 输出合并后的顺序表 voidDispList1(LinkList1*L): 输出合并后的单链表 voidUnionList(SqList*LA,SqList*LB,SqList*&LC): 合并顺序表 voidUnionList1(LinkList1*LA,LinkList1*LB,LinkList1*&LC): 合并单链表 voidUnion(): 调用以上的函数,实现有序表的合并。 (5)程序模块及其接口描述 程序有以下几个模块: 1)初始化、建立顺序表 2)初始化、建立链表 3)输出合并后的表 4)合并表 (6)调试分析或程序测试 有序表的合并: (7)尚未解决的问题或改进方向 不足: 不能重复使用程序。 (8)对软件的使用说明 用户只需根据界面的提示,采用对应的操作。 4.项目四 (1)对设计任务内容的概述 建立二叉树,层序、先序、中序、后序遍历(用递归或非递归的方法都可以)** 任务: 要求能够输入树的各个结点,并能够输出用不同方法遍历的遍历序列;分别建立二叉树存储结构的的输入函数、输出层序遍历序列的函数、输出先序遍历序列的函数、输出中序遍历序列的函数、输出后序遍历序列的函数; (2)功能描述 1)建立二叉树 2)输出二叉树 3)先序遍历非递归算法: 不为空时,访问根--左--右,采用递归的方法。 4)中序遍历非递归算法: 不为空时,访问左--根--右,采用递归的方法。 5)后序遍历非递归算法: 不为空时,访问左--右--根,采用递归的方法。 6)层序遍历: 运用队列,队列不空时,有左孩子将其入队,有右孩子将其入队,同时出队。 7)调用以上函数实现二叉树的各种遍历 (3)概要设计或程序流程图 开始 输入二叉树的按层结点值 层次遍历 后序遍历 中序遍历 先序遍历 结束 (4)详细设计 voidCreateBTNode(BTNode*&b,char*str): 建立二叉树 voidDispBTNode(BTNode*b): 输出二叉树 voidPreOrder(BTNode*b): 先序遍历非递归算法 voidInOrder(BTNode*b): 中序遍历非递归算法 voidPostOrder(BTNode*b): 后序遍历非递归算法 voidLevelOrder(BTNode*b): 层序遍历 (5)程序模块及其接口描述 (6)程序的输入与输出描述 输入二叉树的按层结点值; 输出二叉树先序遍历访问结点的顺序;输出二叉树中序遍历访问结点的顺序; 输出二叉树后序遍历访问结点的顺序;输出二叉树层次遍历访问结点的顺序; (7)调试分析或程序测试 用户从键盘上输入要创建的二叉树结点: (8)尚未解决的问题或改进方向 改进方向: 希望能将系统改进的更为人性化,让界面更舒适,操作更简单。 (9)对软件的使用说明 用户只需按照界面的提示,采取相应的措施,到时界面会提醒用户键盘输入。 5.项目五 (1)对设计任务内容的概述 猴子选大王** 任务: 一堆猴子都有编号,编号是1,2,3...m,这群猴子(m个)按照1-m的顺序围坐一圈,从第1开始数,每数到第N个,该猴子就要离开此圈,这样依次下来,直到圈中只剩下最后一只猴子,则该猴子为大王。 要求: 输入数据: 输入m,nm,n为整数,n 输出形式: 中文提示按照m个猴子,数n个数的方法,输出为大王的猴子是几号,建立一个函数来实现此功能 (2)需求分析或功能描述 为猴子编号out,编号out=pass(pass为密码值),该猴子离圈,次数step++。 剩下的猴子继续次操作,直到次数step=猴子monkey时结束。 (3)概要设计或程序流程图 开始 输入猴子的数量和密码值 编号=密码值,猴子出列,次数自增 N 次数=猴子数 Y 结束 (4)详细设计或源代码说明 为猴子编号out,编号out=pass(pass为密码值),该猴子离圈,次数step++。 剩下的猴子继续次操作,直到次数step=猴子monkey时结束。 函数intMonkey()实现了这一功能。 (5)程序模块及其接口描述 运用队列(环形队列),编号=密码值入队;为猴子编号out,编号out=pass(pass为密码值),该猴子离圈,次数step++。 剩下的猴子继续次操作,直到次数step=猴子monkey时结束。 函数intMonkey()实现了这一功能。 (6)程序的输入与输出描述 输入数据: 输入m,nm,n为整数,n 输出形式: 中文提示按照m个猴子,数n个数的方法,输出为大王的猴子是几号,建立一个函数来实现此功能。 (7)调试分析或程序测试 猴子数量8,密码值9(猴子数>密码值) (8)尚未解决的问题或改进方向 不足: 不能重复使用程序,如果数字大的话,输出繁琐。 (9)对软件的使用说明 用户只需根据软件界面的提示进行相关操作。 三.结论及体会 本学期,我学会了常用数据结构: 数组(连续空间),栈(先进后出),队列(先进先出),链表(指针),树(前驱、后继,根、叶子),图(点、边),堆(特殊的树,根节点的值最大或最小)还有线性表存储结构: 顺序存储结构和链式存储,常用的排序算法。 在这一周里,自己用了C—Free做了一个程序,分别实现了学生成绩管理系统、各种排序、有序表的合并、二叉树的建立及遍历以及猴子选大王,通过本次数据结构课程设计,我学习了很多课上没弄懂的动西,巩固了关于二叉树、栈、链表等知识。 在设计程序时,虽然很用心的做,但还是遇到种种难题,通过上网查找资料、图书馆查阅资料、问老师的方式,最终还是解决多数,虽然最后的程序不是很完美,但是因为是通过自己的努力完成的,还是感觉很满意,也收获很大东西。 经过了这次课程设计,现在已经可以了解很多错误在英文里的提示,这对我来说是一个突破性的进步,眼看着一个个错误通过自己的努力在我眼前消失,觉得很是开心。 在这一段努力学习的过程中,我的编程设计有了明显的提高,其实现在想起来,收获还真是不少,虽然说以前非常不懂这门语言,在它上面花费了好多心血,觉得它很难,是需用花费了大量的时间编写出来的。 现在真正的明白了一些代码的应用,每个程序都有一些共同点,通用的结构,相似的格式。 只要努力去学习,就会灵活的去应用它。 总之,通过这次的课程设计,我们收获匪浅,首先由衷感谢老师提供这样的一个机会锻炼自己,感受到学来的知识不只是用来完成试卷的。 一向习惯独立思考的自己学会了积极的与别人交流,取长补短,共同进步。 课程设计使自己发现考试不是最重要的,最重要的是能运用所学的知识。 在整个课程设计的学习过程中,不再是学到知识解题,而是在实际运用时遇到什么学什么,重在把知识应用于实际。 附录1: 参考文献 [1]《数据结构教程(第3版)》,李春葆,清华大学出版社,2010 [2]《数据结构》,杨剑,清华大学出版社,2011 [3]《数据结构(C语言版)》,严蔚敏吴伟民,清华大学出版社,1997 [4]《DataStructuresUsingC数据结构(C语言版)》,RKrishnamoorthy、GIndiraniKumaravel,清华大学出版社,2009-9 [5]《C++数据结构与程序设计(美)RobertL.Kruse/AlexanderJ.Ryba著/钱丽萍译》, 清华大学出版社,2004 [6]《计算机算法设计与分析(第2版)》,王晓东,电子工业出版社,2004 附录2: 部分源代码清单 #include #include #include #include #include #defineLENsizeof(LinkList) #defineMaxSize50 //************************************************************ //成绩管理系统 typedefstructLNode /*定义单链表结点类型*/ { charname[10]; //姓名 charnum[10]; //学号 intscore[3]; structLNode*next; }LinkList; LinkList*init() { returnNULL;/*返回空指针*/ } LinkList*create() { inti,s,k; intj=0; LinkList*head=NULL,*p;/*定义函数.此函数带回一个指向链表头的指针*/ system("cls"); printf("\n请输入您想输入的学生个数: "); scanf("%d",&k); for(j=0;j { p=(LinkList*)malloc(LEN);/*开辟一个新的单元*/ if(p==NULL)/*如果指针p为空*/ { printf("\n输出内存溢出.");/*输出内存溢出*/ return(head);/*返回头指针,下同*/ } printf("输入学号: "); scanf("%s",p->num); printf("输入姓名: "); scanf("%s",p->name); printf("请分别输入语文、数学、英语的分数%dscores\n",3);/*开始输入*/ for(i=0;i<3;i++)/*3门课程循环3次*/ { do{ printf("score%d: ",i+1); scanf("%d",&p->score[i]); if(p->score[i]<0||p->score[i]>100)/*确保成绩在0~100之间*/ printf("Dataerror,pleaseenteragain.\n"); }while(p->score[i]<0||p->score[i]>100); } p->next=head;/*将头结点做为新输入结点的后继结点*/ head=p;/*新输入结点为新的头结点*/ } return(head); } /*显示全部记录函数*/ voidprint(LinkList*head) { LinkList*p; system("cls"); p=head;/*初值为头指针*/ printf("\n************************LinkList***************\n"); printf("-------------------------------------------------\n"); printf("|学号|姓名|语文|数学|英语|\n"); printf("-------------------------------------------------\n"); while(p! =NULL) { printf("|%4s|%-4s|%3d|%3d|%3d|\n", p->num,p->name,p->score[0],p->score[1],p->score[2]); p=p->next; } printf("-------------------------------------------------\n"); printf("***********************END***********************\n"); } /*删除记录函数*/ LinkList*Delete(LinkList*head) { LinkList*p1,*p2;/*p1为查找到要删除的结点指针,p2为其前驱指针*/ charc,s[6];/*s[6]用来存放学号,c用来输入字母*/ system("cls"); printf("请输入要删除的学生的学号: "); scanf("%s",s); p1=p2=head;/*给p1和p2赋初值头指针*/ while(strcmp(p1->num,s)&&p1! =NULL)/*当记录的学号不是要找的,或指针不为空时*/ { p2=p1;/*将p1指针值赋给p2作为p1的前驱指针*/ p1=p1->next;/*将p1指针指向下一条记录*/ } if(strcmp(p1->num,s)==0)/*学号找到了*/ { printf("***********************FOUND************************\n"); printf("-----------------------------------------------------------\n"); printf("|学号|姓名|语文|数学|英语|\n"); printf("----------------------------------------------
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