数据库课程设计Word文档格式.docx
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编制非递归程序,求出马的行走路线,并按求出的行走路线,将数字1、2、……、64依次真入一个8*8的方阵,输出之。
3、创新要求
在基本要求达到后,可进行创新设计,如根据查找结果进行修改的功能。
4、写出设计说明书
二、任务分析
1、要求
在国际象棋8×
8棋盘上面,按照国际象棋规则中马的行进规则,实现从任意初始位置,每个方格只进入一次,走遍棋盘上全部64个方格。
编制程序,求出马的行走路线,并按求出的行走路线,将数字1,2,…,64依次填入一个8×
8的方阵,并输出它的行走路线。
2、输入
任意一个起始位置;
输出:
无重复踏遍棋盘的结果,以数字1-64表示行走路线。
三、设计方法和基本原理
1、问题描述(功能要求)
在国际象棋8×
8的方阵,并输出它的行走路线(棋盘如图所示)。
1
2
3
4
5
6
7
8
H
2、问题的解决方案
采用顺序栈或者链栈实现。
下图显示了马位于方格(2,3)时,8个可能的移动位置。
一般来说,当马位于位置(i,j)时,可以走到下列8个位置之一
(i-2,j+1)、(i-1,j+2)、(i+1,j+2)、(i+2,j+1)
(i+2,j-1)、(i+1,j-2)、(i-1,j-2)、(i-2,j-1)
但是,如果(i,j)靠近棋盘的边缘,上述有些位置可能超出棋盘范围,成为不允许的位置。
8个可能位置可以用两个一维数组Htry1[0..7]和Htry2[0..7]来表示:
01234567
Htry1-2-11221-1-2
Htry21221-1-2-2-1
位于(i,j)的马可以走到的新位置是在棋盘范围内的(i+Htry[h],j+Htry2[h]),其中h=0,1,2,…,7。
每次在多个可走位置中选择其中一个进行试探,其余未曾试探过的可走位置必须用适当结构妥善管理,以备试探失败时的“回溯”(悔棋)使用。
四、分析设计
1、概要设计
(1)、顺序栈的抽象数据类型定义:
ADTStack{
数据对象:
D={ai|ai∈(0,1,…,9),i=0,1,2,…,n,n≥0}
数据关系:
R={<
ai-1,ai>
|ai-1,ai∈D,i=1,2,…,n}
}ADTStack
(2)本程序包含三个模块:
1、主程序模块:
voidmain(){
定义变量;
接受命令;
处理命令;
退出;
}
2、起始坐标函数模块——马儿在棋盘上的起始位置;
3、探寻路径函数模块——马儿每个方向进行尝试,直到试完整个棋盘;
4、输出路径函数模块——输出马儿行走的路径;
2、各模块之间的调用关系
五、详细设计
1、马踏遍棋盘流程
2、部分代码与截图
(1)、主程序模块
voidmain()
{
inti,j;
intx,y;
for(i=0;
i<
N;
i++)//初始化棋盘
for(j=0;
j<
j++)
board[i][j]=0;
for(;
;
)
{
printf("
电子商务一班程正炉请您输入棋子起始坐标—X的范围为1到8andY的坐标也为1到8)\n"
);
\n"
程正炉请您输入横坐标x="
scanf("
%d"
&
x);
//输入起始位置的横坐标
程正炉请您输入纵坐标y="
y);
//输入起始位置的纵坐标
if(x>
=1&
&
x<
=8&
y>
y<
=8)break;
请注意X的范围为1到8andY的坐标也为1到8,请检查是否输错,请您重新输入。
\n"
}
printf("
从这里这个位置开始%d:
\n\n"
8*(x-1)+y);
InitLocation(x-1,y-1);
//调用起始坐标函数
(2)、输出路径函数模块
voidDisplay()
i++)
for(j=0;
printf("
\t%d"
board[i][j]);
//输出马儿在棋盘上走过的路径
六、调试分析
1、调试结果
2、调试
1、调试中的问题
(1)调试问题:
本程序设计过程中采用多文件组件工程的方式进行。
在头文件中定义了全局变量,
解决方案:
将全局变量定义为staic型变量。
或者在声明中使用extern关键字
(2)调试问题:
虽然编译都能通过,但是运行时却出错,程序不能终止,只有通过人工方式结束程序,可能是在某些地方出现了无限死循环了,马儿回溯的时候,下一次又有可能走那个方向,这样就出现了死循环。
标记马儿选择的方向director。
在结点结构设计上加入director
(3)调试问题:
在调试过程中,对变量的监视发现栈顶元素中director无法更新,我原本的程序代码设计是cur.director=k
(Path.top-1)->
from=k;
//保存下一步所选最佳路径下标
(4)调试问题:
当走到边界时,有可走的路,但是程序却回溯了。
for(intk=1+direction;
k<
9,k<
=mayway[0];
k++)//向所得的方向进行探寻
3、分析与心得
一、分析
(1)、本次实验的主要目的是在于掌握和理解栈的特性和它的应用。
在编制该程序中遇到了很多问题。
首先,在开始刚编制程序的时候遇到的问题是,程序编译都通不过,主要在一些细节的问题上,还有在程序的返回值在刚开始时也没有正确返回。
经过编译慢慢调试,编译都能通过,没有错误和警告。
(2)、虽然编译都能通过,但是运行时却出错,程序不能终止,只有通过人工方式结束程序,可能是在某些地方出现了无限死循环了,然后在仔细检查代码,发现没有标记马儿尝试的方向director,这样的话,马儿回溯的时候,下一次又有可能走那个方向,这样就出现了死循环。
(3)、标记好马儿尝试的方向后,编译运行,但是运行结果却不符合程序所要求的结果,说明在算法上肯定有错误,检查发现,马儿走的坐标没有控制后,它的横纵坐标必须控制0到7之间,否则的话马儿就会踏出棋盘以外,这样输出的结果就不对。
还有就是棋盘走过的位置要标记一下,以便下次走不重复走,当回溯的时候的记得把标记给清掉,这个地方有时候也很容易混淆。
(4)、还有一点就是,该程序运算量大,算法复杂度高,所以运行的时候很慢,特别占内存,CPU的使用也很高,几乎都在70%到90%之间,配置低了可能还运行不了
二、心得体会
通过本次实验的编写,能够掌握栈的性质以及它的应用。
但是自己掌握的东西还很不够,所以很多东西都是在同学的帮助下才完成的。
在这次课程设计之后我明天了想自己很多的不足之处,知道了自己什么地方需要加强!
争取以后能完全靠自己做出程序。
七、使用说明
用户使用手册:
本系统有8个操作,用户只需将源程序清单输入可运行C++的编辑平台,例如vc++,c++Builder等等,然后进行编译,连接,最后出现工作平台。
进入工作平台后用户可根据自己需要按界面提示进行相关操作即可。
八、小结与源程序代码清单
1、小结
这个程序也让我头疼了几次,就是运行速度很慢,要等很久才能输出结果,这样的话很占内存资源,而且CPU的使用记录也很高,主要是它需要的运算太多,所以CPU使用记录也是很高的。
通过网上查询一些算法了解到了贪心法,并运用到本程序的设计中,大大提升了算法的效率。
在该程序的编制过程中留下了一些思考的问题,就是马儿从一个起点位置开始探寻,最后马儿探寻成功的路径会不会是不只一条路径,可能还有多条路径,由于时间和精力的限制没有去深究,但是这应该值的思考的。
在用顺序栈来实现该程序之前,也尝试过用链栈来做,但是发现如果用链栈来做的话,在存储调用的时候不是很方便,或许用链栈来做应该是对自己的一种挑战。
尽管没有用链栈做不过,用顺寻栈来做在编制该程序中也收获不小。
2、源程序清单
//
(1)、定义头文件和预定义
#include<
stdio.h>
#defineMAXSIZE100
#defineN8
//
(2)、数据类型定义
intboard[8][8];
//定义棋盘
intHtry1[8]={1,-1,-2,2,2,1,-1,-2};
/*存储马各个出口位置相对当前位置行下标的增量数组*/
intHtry2[8]={2,-2,1,1,-1,-2,2,-1};
/*存储马各个出口位置相对当前位置列下标的增量数组*/
structStack{//定义栈类型
inti;
//行坐标
intj;
//列坐标
intdirector;
//存储方向
}stack[MAXSIZE];
//定义一个栈数组
inttop=-1;
//栈指针
//(3)、函数声明
voidInitLocation(intxi,intyi);
//马儿在棋盘上的起始位置坐标
intTryPath(inti,intj);
//马儿每个方向进行尝试,直到试完整个棋盘
voidDisplay();
//输出马儿行走的路径
//(4)、起始坐标函数模块
voidInitLocation(intxi,intyi)
//定义棋盘的横纵坐标变量
top++;
//栈指针指向第一个栈首
stack[top].i=xi;
//将起始位置的横坐标进栈
stack[top].j=yi;
//将起始位置的纵坐标进栈
stack[top].director=-1;
//将起始位置的尝试方向赋初值
board[xi][yi]=top+1;
//标记棋盘
x=stack[top].i;
//将起始位置的横坐标赋给棋盘的横坐标
y=stack[top].j;
//将起始位置的纵坐标赋给棋盘的纵坐标
if(TryPath(x,y))//调用马儿探寻函数,如果马儿探寻整个棋盘返回1否则返回0
Display();
//输出马儿的行走路径
else
无解"
//(5)、探寻路径函数模块
intTryPath(inti,intj)
intfind,director,number,min;
//定义几个临时变量
inti1,j1,h,k,s;
inta[8],b1[8],b2[8],d[8];
//定义几个临时数组
while(top>
-1)//栈不空时循环
for(h=0;
h<
8;
h++)//用数组a[8]记录当前位置的下一个位置的可行路径的条数
{
number=0;
i=stack[top].i+Htry1[h];
j=stack[top].j+Htry2[h];
b1[h]=i;
b2[h]=j;
if(board[i][j]==0&
i>
=0&
8&
j>
8)//如果找到下一位置
{
for(k=0;
k<
k++)
{
i1=b1[h]+Htry1[k];
j1=b2[h]+Htry2[k];
if(board[i1][j1]==0&
i1>
i1<
j1>
j1<
8)
//如果找到下一位置
number++;
//记录条数
}
a[h]=number;
//将条数存入数组a[8]中
}
}
h++)//根据可行路径条数小到大按下表排序放入数组d[8]中
min=9;
for(k=0;
k++)
if(min>
a[k])
{
min=a[k];
d[h]=k;
//将下表存入数组d[8]中
s=k;
a[s]=9;
director=stack[top].director;
if(top>
=63)//如果走完整个棋盘返回1
return
(1);
find=0;
//表示没有找到下一个位置
for(h=director+1;
h++)//向八个方向进行探寻
i=stack[top].i+Htry1[d[h]];
j=stack[top].j+Htry2[d[h]];
if(board[i][j]==0&
{
find=1;
//表示找到下一个位置
break;
}
if(find==1)//如果找到下一个位置进栈
stack[top].director=director;
//存储栈结点的方向
top++;
//栈指针前移进栈
stack[top].i=i;
stack[top].j=j;
stack[top].director=-1;
//重新初始化下一栈结点的尝试方向
board[i][j]=top+1;
else//否则退栈
board[stack[top].i][stack[top].j]=0;
//清除棋盘的标记
top--;
//栈指针前移退栈
return(0);
//(6)输出路径函数模块
//(5)主程序模块
请输入棋子起始坐标(1<
=x<
=8and1<
=y<
=8)\n"
请输入行坐标x="
请输入列坐标y="
Yourinputisworng!
!
九、参考文献
[1]
闵联营,何克右.《C++程序设计教程》.武汉理工大学出版社;
[2]
严蔚敏,吴伟民.《数据结构(C语言版)》.清华大学出版社;
[3]
张文祥,
肖四友.《C++实验与案例分析》.
科学出版社;
[4]
谭浩强.《C++程序设计》.
清华大学出版社;
[5]
朱战立.《数据结构(C++语言描述)》(第二版本).高等教育出版社。
[6]陆蓓.C语言程序设计(第二版)[M].北京:
科学出版社,2009
[7]严蔚敏.数据结构:
C语言版[M].北京:
清华大学出版社,2007.
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