数据结构实验报告景点导游系统文档格式.docx
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1.界面友好,函数功能要划分好
2.总体设计应画一流程图
3.程序要加必要的注释
4.要提供程序测试方案
5.程序一定要经得起测试,宁可功能少一些,也要能运行起来,不能运行的程序是没有价值的。
摘要
计算机解决一个具体问题时,大致需要经过下列几个步骤:
首先要从具体问题中抽象出一个适当的数学模型,然后设计一个解此数学模型的算法(Algorithm),最后编出程序、进行测试、调整直至得到最终解答。
寻求数学模型的实质是分析问题,从中提取操作的对象,并找出这些操作对象之间含有的关系,然后用数学的语言加以描述。
计算机算法与数据的结构密切相关,算法无不依附于具体的数据结构,数据结构直接关系到算法的选择和效率。
运算是由计算机来完成,这就要设计相应的插入、删除和修改的算法。
也就是说,数据结构还需要给出每种结构类型所定义的各种运算的算法。
2.问题分析
2.1图的存储结构
图的存储方式很多,这里用的是邻接矩阵的方式。
为了适合用c语言描述,以下假定顶点序号从0开始,即图G的顶点集的一般形式是V(G)={v0,vi,・・・,Vn-1}o
2.1.1图的邻接矩阵表示法
(1)用邻接矩阵表示顶点之间的相邻关系;
(2)用一个顺序表来储存顶点信息
2.1.2图的邻接矩阵(AdacencyMatrix)
设G二(V,E)是具有n个顶点的图,则G的邻接矩阵是具有如下性质的n阶方阵:
若G是网络,则邻接矩阵可定义为
2.2求最短路径
给定一个带权有向图G=(V,E),其中每条边的权是一个非负实数。
另外,还给定V中的一个顶点,称为源。
现在我们要计算从源到所有其他各顶点的最短路径长度。
这里的长度是指路上各边权之和。
这个问题通常称为单源最短路径问题。
2.2.1单源最短路径问题
Dijkstra提出按各顶点与源点v间的路径长度的递增次序,生成到各顶点的最短路径的算法。
既先求出长度最短的一条最短路径,再参照它求出长度次短的一条最短路径,依次类推,直飒漏点)或到基富各岫的最短路径全部求出为止。
2.3求最小生成树
对于连通的带权图(连通网)G,其生成树也是带权的。
生成树T各边的权值总和称为该树的权,记作:
Te,W(u,v),TE表示T的边集W(u,v)表示边(u,v)的权。
权最小的生成树称为G的最小生成树(MinimumSpanningTree)o最小生成树可简记为MST。
最小生成树性质:
设G=(V,E)是一个连通网络,U是顶点集V的一个真子集。
若(u,v)是G中一条“一个端点在U中(例如:
u∈U),另一个端点不在U中的边(例如:
v∈V-U),且(u,V)具有最小权值,则一定存在G的一棵最小生成树包括此边(u,v)。
3.设计
3.1系统流程
本系统主要是实现图的最短路径问题
3.2系统相关抽象数据类型
3.2.1图的邻接矩阵存储结构形式说明
#defineMaxVertexNum100//最大顶点数,应由用户定义
typedefcharVertexType;
//顶点类型应由用户定义
typedefintEdgeType;
//边上的权值类型应由用户定义
typedefstruct{
VextexTypevexs[MaxVertexNum]/∕顶点表
EdeTypeedges[MaxVertexNum][MaxVertexNum];
//邻接矩阵,可看作边表
intn,e;
//图中当前的顶点数和边数
}MGragh;
3.2.2建立无向网络的算法
voidGreateMGraph(MGraph*G)
{//建立无向网的邻接矩阵表示
inti,j,k,w;
scanf(“%d%d”,&
G->
n,&
e);
//输入顶点数和边数
for(i=0;
i<
n;
i++)//读人顶点信息,建立顶点表
vexs[i]=getchar();
for(i=0;
i++)
for(j=0;
j<
j++)
edges[i][j]=0;
//邻接矩阵初始化
for(k=0;
ke;
k++){//读入e条边,建立邻接矩阵
scanf(“%d%d%d”&
i,&
j,&
w);
//输入边(vi,vj)上的权值
edges[i][j]二w;
edges[j][i]二w;
}
}//CreateMGraph
3.3系统功能
提供无向图的生成,并保证了该无向图为一个无向网,同时也提供了计算最短距离的迪杰斯特拉算法,以及图的遍历。
3.4主要函数说明
本系统用了一个类来实现程序,里面包含了4个对象:
voidgraph:
:
picture();
:
creatp(graph&
t);
floyd(graph&
t,constintn);
bfs(grapht)
4.测试
4.1用户界面(包含路径图)
4.2用户输入想去的地点
(系统自动生成各种方案,可供选择,另外系统会推荐出出最适合的路线,且每条路线都会显示距离!
)
4.3人性化设置:
系统提示:
是否要去其他的地方,让使用者更加的方便,在询问后,系统会提供返回路线。
5.总结与心得体会
当今世界,C++语言作为国际上广泛流行的通用程序设计语言,在计算机的研究和应用中已展现出强大的生命力。
C++语言兼顾了诸多高级语言的特点,是一种典型的结构化程序设计语言,它处理能力强,使用灵活方便,应用面广,具有良好的可移植性。
而数据结构-作为C++语言使用的途径学科,也是计算机学科的一门核心课程.虽然我们学C++语言和数据结构已快一年了,但一直都注重理论概念,而实际上机操作却不多.很感谢这次的课程设计,它使我更加深刻地体会到多看专业书、多学习专业知识的重要性,只有掌握了一定量的专业知识才能得心应手地解决诸多问题;
另外,在课程设计过程中,我遇到了很多棘手的问题,好几次都差点放弃了,但最终还是坚持下来了,所以我懂得了,做任何事都要有耐心,不要一遇到困难就退缩;
当遇到那么多的问题时,我自己能解决的并不多,大部分都是通过和小组同学讨论而解决的。
所以,在学习和工作中要时刻谨记“团结”二字,它好比通向成功的铺路石,不可或缺。
在编程过程中,有编得很顺利的,也有很多不顺利的,正如人生的道路是曲折的,但正是因为曲折人生才光彩夺日,在人生的路上,总遇到重重困难,但正是因为这些困难我们才变的更加坚强,才能够不断地提高自己,充实自己,最后达到我们理想的彼岸。
感谢老师在授课期间对我们严厉的态度和严格的管理,才造就了今天的我们。
在课程设计过程中,我们几乎每个小组都遇到了不同程度的问题,但老师都细心指导,耐心地为我们讲解。
老师认真负责的工作态度,对我们这次的课程设计得以顺利完成发挥了不可估量的作用。
最后,再一次感谢在这次课程设计中对我给予帮助的老师和同学。
通过这次课程设计,我们不光收获了知识,还收获了友谊和欢乐。
6.主要算法
6.1主要算法说明
6.1.1无向网的建立
由于图的结构比较复杂,任意两个顶点之间都可能存在联系,因此无法以数据元素在存储区中的物理位置来表示元素之间的关系,即图没有顺序映像的存储结构,但可以借助数组的数据类型表示元素之间的关系。
另一方面,用多重链表表示图是自然的事,它是一种最简单的这式映像结构,聚聚以一个由一个数据域和多个指针域存储该顶点,其中数据域存储该顶点的信息,指针域存储指向其邻接点的指。
.
6.1.2数组表示法
用两个数组分别存储数据元素的信息和数据元素这间的关系的信息。
以二维数组表示有N个顶点的图时,需存放N个顶点信息和N2个弧信息的存储量。
6.1.3Floyd算法
Floyd算法又称为弗洛伊德算法,插点法,是一种用于寻找给定的加权图中顶点间最短路径的算法。
Floyd算法适用于APSP(AllPairsShortestPaths),是一种动态规划算法,稠密图效果最佳,边权可正可负。
此算法简单有效,由于三重循环结构紧凑,对于稠密图,效率要高于执行∣V∣次Dijkstra算法。
优点:
容易理解,可以算出任意两个节点之间的最短距离,代码编写简单;
缺点:
时间复杂度比较高,不适合计算大量数据。
参考文献:
1.《用C++实现数据结构程序设计》-----清华大学出版社---马春江
附录:
源代码
#include<
iostream>
usingnamespacestd;
constintn=5;
//n表示景点图中顶点个数
constinte=7;
//e表示景点图中路径
boolvisited[n+1];
#definemax32767
classgraph
{
public:
intarcs[n+1][n+1];
//领接矩阵
inta[n+1][n+1];
//距离
intpath[n+1][n+1];
//景点
voidfloyd(graph&
t,constintn);
voidpicture();
voidcreatp(graph&
t);
voidbfs(grapht);
};
picture()//景点图
cout<
<
"
-----美丽公园导游图----"
endl;
以下是非常美丽的景点"
----------------------------"
1.公园入口2.海盗船"
3.方舟湖水4.龙王山"
5.公园出口"
以下是公园的路径图"
2****************4"
****"
*3**"
****"
1****************5"
入口出口"
下面是景点与景点之间的距离和介绍"
1.公园入口----------->
2.海盗船距离为:
3"
1.公园入口---------->
3.方舟湖水距离为:
10"
2.水族馆----------->
4.龙王山距离为:
9"
4"
3.摩天轮----------->
5"
4.动物园----------->
5.公园出口距离为:
2"
}
t)
inti,j;
for(i=1;
=n;
for(j=1;
if(i==j)t.arcs[i][j]=0;
//景点一样则距离为0
elset.arcs[i][j]=max;
//i不等于j时
t.arcs[1][2]=3;
t.arcs[2][1]=3;
t.arcs[2][4]=9;
t.arcs[4][2]=9;
t.arcs[3][1]=8;
t.arcs[1][3]=8;
t.arcs[3][2]=4;
t.arcs[2][3]=4;
t.arcs[3][4]=5;
t.arcs[4][3]=5;
t.arcs[3][5]=3;
t.arcs[5][3]=3;
t.arcs[5][4]=2;
t.arcs[4][5]=2;
}//把景点跟距离用一个二围数组存储下来
t,constintn)
for(inti=1;
for(intj=1;
j<
=n;
t.a[i][j]=t.arcs[i][j];
//把距离付值给a.[i][j]
if((i!
=j)&
&
(a[i][j]<
max))
t.path[i][j]=i;
elset.path[i][j]=0;
for(intk=1;
k<
k++)
for(intj=1;
if(t.a[i][k]+t.a[k][j]<
t.a[i][j])
t.a[i][j]=t.a[i][k]+t.a[k][j];
t.path[i][j]=t.path[k][j];
bfs(grapht)//从顶点i出发实现广度搜索搜索n
intj,i;
//f,r分别为队列头,尾指针
charch;
请输入一个你想去的地方:
;
cin>
>
i;
while(i<
=5)
if(i==1)cout<
这里就是你要去的地方拉!
!
endl<
else
if(i!
=j)
距离为"
t.a[i][j]<
intnext=t.path[i][j];
j;
while(next!
=i)
--"
next;
next=t.path[i][next];
等我推荐一条最佳路径供你返回吧(y/n):
ch;
if(ch=='
y'
if(i==2)cout<
2--3--5"
if(i==3)cout<
3--5"
if(i==4)cout<
4--5"
请问你想去游览公园全景吗(y/n):
if(ch='
请走1--2--3--4--5路线"
你还想去别的地方吗?
(y/n)"
{cout<
if(ch!
='
******退出程序******"
欢迎下次再来"
break;
elsebreak;
intmain()
grapht;
t.picture();
t.creatp(t);
t.floyd(t,n);
t.bfs(t);
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- 数据结构 实验 报告 景点 导游 系统