高校专用通信网络建设讲解.docx

高校专用通信网络建设讲解.docx

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高校专用通信网络建设讲解

淮海工学院计算机工程学院

课程设计报告

设计名称：

数据结构课程设计

选题名称：

高校专用通信网络建设

姓名：

学号：

专业班级：

计算机科学

系（院）：

计算机工程学院

设计时间：

2014.12.22~2015.1.4

设计地点：

计算机实验室、教室

成绩：

指导教师评语：

签名：

年月日

1．课程设计目的

1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。

2、初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；

3、提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；

4、训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。

2．课程设计任务与要求：

任务

根据教材《数据结构-C语言描述》（耿国华主编）和参考书《数据结构题集（C语言版）》（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解和综合运用。

设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。

学生自选课题。

学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度，有一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。

学生自选课题需在18周前报课程设计指导教师批准方可生效。

要求：

1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。

前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。

在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。

2、设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。

3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释;

4、每位同学需提交可独立运行的程序；

5、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）；

6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。

3．课程设计说明书

一需求分析

[问题描述]

中国移动公司正在积极推广3G通信应用，计划在江苏高校之间建立一个专用通信网络，请为其规划一个投资最省的通信线路架设方案。

[数据需求]

高校（高校名称，地址，数量）

高校间的线路

线路的成本

[功能需求]

能够构造通信网络系统，编辑通信网络系统，销毁通信网络系统，添加高校，删除高校，修改高校名，添加高校间的线路，删除高校间的线路，修改线路的成本，能生成最佳方案，输出通信网络系统，保存通信网络系统。

[性能需求]

输出方案的结果直观、明确

高校专用通信网络建设

二概要设计

保存通信网络

输出通信网络

生成最佳方案

编辑通信网络

构造通信网络

修改线路成本

添加删除高校间的线路

修改高校名

添加删除高校

销毁通信网络

ADTLinearList{

数据元素：

D={ai|ai∈D0,i=1,2，……，n，n≥0，D0为高校}

关系：

S={＜ai,ai+1＞|ai,ai+1∈D0，i=1,2，……，n-1}

基本操作：

InitList（L）初始化L为空表

DestoryList（L）销毁L

ClearList（L）将L置为空表

ListLength（L）若L为空表则返回0，否则返回表中元素个数

Locate（L,e）若L中存在元素e则将当前指针指向e所在位置并返回真

GetData（L,i）返回L中第i个元素的值

InsList（L,I,e）在L中第i个位置插入e，L的长度增加1

DelList（L,I,&e）删除L的第i个元素，并用e返回其值，L长度减少1

}ADTLinearList

数据定义：

typedefstructArcNode

{

intadj;//权值

}ArcNode;

typedefstruct

{stringvexs[MAX_VERTEX_NUM];//顶点

ArcNodearcs[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];//邻接矩阵

intvexnum,arcnum;//顶点数和边数

}graph;//图的类型

typedefstruct

{

stringadjvex;

intlowcost;

}minside;//求最小生成树时的辅助数组的类

voidmenu（graph*g）;//菜单

voidEditgraph（graph*g）;//编辑通信网络系统

intCreategraph（graph*g）//创建通信网络系统

intInsertVex（graph*g,stringv）//添加高校

voidChangeVex（graph*g,stringv）//修改高校名

intInsertArc（graph*g,stringv,stringw）//添加高校间的路线

intDeleteArc（graph*g,stringv,stringw）//删除高校间的路线

voidChangeWeight（graph*g,stringv,stringw）//修改高校间的路线及其成本

intDestroygraph（graph*g）//销毁通信网络系统

intDisplay（graph*g）//输出通信网络系统

voidsave（graph*g）//保存通信网络系统

main（）主函数

Menu（）菜单

mn

InPutNumber（m）

InsertVex（）

Creategraph（）

Destorygraph（）

ChangeVex（）

DeleteVex（）

三详细设计

创建通信系统

intCreategraph（graph*g）

{

inti,j,k,w;

stringva,vb;

读取文件"通信网络.txt"

if（未找到文件）

{

cout<<"openerror!

"<

return0;

}

从文件读入顶点数

从文件读入边数

顶点向量

infile>>（*g）.vexs[i];

初始化邻接矩阵

for（j=0;j<（*g）.vexnum;++j）

{

（*g）.arcs[i][j].adj=INFINITY;//网

}

for（k=0;k<（*g）.arcnum;++k）

{

infile>>va>>vb>>w;

i=LocateVex（g,va）;

j=LocateVex（g,vb）;

无向网

}

infile.close（）;

return1;

}

开始

创建通信系统

能否读取文件

NY

Openerror

创建成功

结束

添加高校

intInsertVex（graph*g,stringv）

{//在图g中增添新顶点v

if（顶点数为0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

cout<<"请输入要添加的高校名:

";

cin>>v;

intn=LocateVex（g,v）;

if（高校名重复）

{

cout<<"该高校已存在!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

inti;

构造新顶点向量

for（i=0;i<=（*g）.vexnum;i++）

{

初始化该行邻接矩阵的值

初始化该列邻接矩阵的值

}

图g的顶点数加1

return1;

}

删除学校

intDeleteVex（graph*g,stringv）

{//删除g中顶点v及其相关的弧

if（顶点数为0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

intk=LocateVex（g,v）;

if（k<0）

{

cout<<"不存在该学校!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

inti,j;

intm=0;

if（v不是图g的顶点）

return0;

m=无限;

for（j=0;j<（*g）.vexnum;j++）

if（有入弧或边）

{

修改弧数

}

for（序号k后面的顶点向量依次前移）

（*g）.vexs[j-1]=（*g）.vexs[j];

for（i=0;i<（*g）.vexnum;i++）

for（j=k+1;j<（*g）.vexnum;j++）

移动待删除顶点之后的矩阵元素

for（i=0;i<（*g）.vexnum;i++）

for（j=k+1;j<（*g）.vexnum;j++）

移动待删除顶点之下的矩阵元素

更新图的顶点数

return1;

}

修改高校名

voidChangeVex（graph*g,stringv）//修改高校名

{

cout<<"请输入要修改的高校名:

";

cin>>v;

intn=LocateVex（g,v）;

if（n<0）

{

cout<<"不存在该学校!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

strings;

cout<<"请输入修改后的高校名:

";

cin>>s;

g->vexs[n]=s;

}

添加路线

intInsertArc（graph*g,stringv,stringw）

{//在g中增添弧,若g是无向的,则还增添对称弧

if（顶点数为0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

cout<<"请输入要添加的线路的两端的高校名:

";

cin>>v>>w;

intv1,w1;

v1=LocateVex（g,v）;//尾

w1=LocateVex（g,w）;//头

if（v1<0||w1<0||v1==w1）

{

cout<<"高校名输入错误!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

elseif（路线两头高校名重复）

{

cout<<"该线路已存在!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

弧或边数加1

cout<<"请输入该条线路的建设费用:

";

cin>>（*g）.arcs[v1][w1].adj;

boolbRet=cin.good（）;

if（!

bRet）

{

cout<<"输入的成本不是整型的!

\n";

system（暂停）;

exit（0）;

}

（*g）.arcs[w1][v1].adj=（*g）.arcs[v1][w1].adj;

return1;

}

删除线路

intDeleteArc（graph*g,stringv,stringw）

{//在g中删除弧,若g是无向的,则还删除对称弧

if（顶点数为0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

cout<<"请输入要删除的线路的两端的高校名:

";

cin>>v>>w;

intn=LocateVex（g,v）;

intm=LocateVex（g,w）;

if（m<0||n<0||m==n）

{

cout<<"学校名输入错误!

\n";

system（暂停）;

Editgraph（g）;

}

elseif（花费无限）

{

cout<<"不存在该线路!

\n";

system（暂停）;

编辑

}

g->arcs[n][m].adj=INFINITY;

（*g）.arcs[m][n].adj=（*g）.arcs[n][m].adj;

（*g）.arcnum--;

return1;

}

四程序设计与调试分析

1.程序中运用到大多的插入与删除，但应前期需求分析的准备工作不充分，导致程序运行功能不全，比如查找时关于此书的信息不能全部显示出来，并且添加删除时库存的变化不能直接显示出来。

程序的健壮性不能达到预期的结果，这些都是需要改进的。

2.在程序中的函数调用是个非常重要的部分，也是经常需要用到的，在编写程序过程中，因为函数调用不准确，使得循环进不去，后来改变函数的调用关系，才达到了预期结果。

五用户手册

【使用说明】

1.进入高校专用通信网络系统

2.选择1.构造通信网络系统，显示出10个高校45条线路的通信系统矩阵。

3.若创建成功，选择2.编辑通信网络系统，显示出功能1~8。

4.若要销毁系统，选择1.销毁通信网络系统。

5.若要添加高校，选择2.添加一个高校，并输入要添加的高校名。

6.若要删除高校，选择3.删除一个高校，并输入要删除的高校名。

若输入的高校名不存在，则显示不存在该学校。

7.若要修改高校名，选择4.修改高校名，并输入要修改的高校名。

若输入的高校名不存在，则显示不存在该学校。

8.若要添加高校间的线路，选择5.添加一条高线间的线路，并输入要添加线路两端的高校名。

若输入的高校名错误在则显示学校名输入错误。

9.若要删除高线间的线路，选择6.删除一条高校间的线路，并输入要删除线路两端的高校名。

若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。

10.若要修改线路的成本，选择7.修改线路的成本，并输入要删除线路连段的高校名。

若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。

11.若要推出编辑通信网络系统，选择8.退出。

回到高校专用通信网络建设系统。

12.若要生成最佳方案，选择3.生成最佳方案。

并输入起始学校和要保存的文件名。

13.若要输出通信网络系统，选择4.输出通信网络系统。

14.若要保存通信网络系统，选择5.保存通信网络系统。

并输入要保存的文件名。

15.退出，选择6.退出系统。

六测试成果

构造通信网络系统

编辑通信网络系统，添加一个高校

删除一个高校

修改高校名

添加一条高校间的线路

删除高校间的线路

修改高校间的成本

生成最佳路线

输出通信网络系统

保存通信网络系统

七附录（源程序清单）

#include"stdafx.h"

#include

#include

#include

#include

#include

#defineMAX_VERTEX_NUM30

#defineINFINITY32768

usingnamespacestd;

typedefstructArcNode

{

intadj;//权值

}ArcNode;

typedefstruct

{

stringvexs[MAX_VERTEX_NUM];//顶点

ArcNodearcs[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];//邻接矩阵

intvexnum,arcnum;//顶点数和边数

}graph;//图的类型

voidmenu（graph*g）;

voidEditgraph（graph*g）;

intLocateVex（graph*g,stringv）//求顶点位置函数,若v存在,输出j;若不存在,输出0

{

intj=-1,k;

for（k=0;kvexnum;k++）

{

if（g->vexs[k]==v）//判断是否存在顶点v

{

j=k;

break;

}

}

returnj;

}

intCreategraph（graph*g）//采用邻接矩阵法,构造有向网g

{

inti,j,k,w;

stringva,vb;

ifstreaminfile（"通信网络.txt",ios:

:

in）;//从文件中读入数据

if（!

infile）

{

cout<<"openerror!

"<

return0;

}

infile>>g->vexnum;//从文件读入顶点数

infile>>g->arcnum;//从文件读入边数

for（i=0;ivexnum;++i）//顶点向量

infile>>（*g）.vexs[i];

for（i=0;i<（*g）.vexnum;++i）//初始化邻接矩阵

for（j=0;j<（*g）.vexnum;++j）

{

（*g）.arcs[i][j].adj=INFINITY;//网

}

for（k=0;k<（*g）.arcnum;++k）

{

infile>>va>>vb>>w;

i=LocateVex（g,va）;

j=LocateVex（g,vb）;

（*g）.arcs[i][j].adj=（*g）.arcs[j][i].adj=w;//无向网

}

infile.close（）;

return1;

}

intInsertVex（graph*g,stringv）

{//在图g中增添新顶点v

if（g->vexnum==0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

cout<<"请输入要添加的高校名:

";

cin>>v;

intn=LocateVex（g,v）;

if（n>=0&&v==g->vexs[n]）

{

cout<<"该高校已存在!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

inti;

（*g）.vexs[（*g）.vexnum]=v;//构造新顶点向量

for（i=0;i<=（*g）.vexnum;i++）

{

（*g）.arcs[（*g）.vexnum][i].adj=INFINITY;//初始化该行邻接矩阵的值

（*g）.arcs[i][（*g）.vexnum].adj=INFINITY;//初始化该列邻接矩阵的值

}

（*g）.vexnum+=1;//图g的顶点数加1

return1;

}

intDeleteVex（graph*g,stringv）

{//删除g中顶点v及其相关的弧

if（g->vexnum==0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

intk=LocateVex（g,v）;

if（k<0）

{

cout<<"不存在该学校!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

inti,j;

intm=0;

if（k<0）//v不是图g的顶点

return0;

m=INFINITY;

for（j=0;j<（*g）.vexnum;j++）

if（（*g）.arcs[j][k].adj!

=m）//有入弧或边

{

（*g）.arcnum--;//修改弧数

}

for（j=k+1;j<（*g）.vexnum;j++）//序号k后面的顶点向量依次前移

（*g）.vexs[j-1]=（*g）.vexs[j];

for（i=0;i<（*g）.vexnum;i++）

for（j=k+1;j<（*g）.vexnum;j++）

（*g）.arcs[i][j-1]=（*g）.arcs[i][j];//移动待删除顶点之后的矩阵元素

for（i=0;i<（*g）.vexnum;i++）

for（j=k+1;j<（*g）.vexnum;j++）

（*g）.arcs[j-1][i]=（*g）.arcs[j][i];//移动待删除顶点之下的矩阵元素

（*g）.vexnum--;//更新图的顶点数

return1;

}

voidChangeVex（graph*g,stringv）//修改高校名

{

cout<<"请输入要修改的高校名:

";

cin>>v;

intn=LocateVex（g,v）;

if（n<0）

{

cout<<"不存在该学校!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

strings;

cout<<"请输入修改后的高校名:

";

cin>>s;

g->vexs[n]=s;

}

intInsertArc（graph*g,stringv,stringw）

{//在g中增添弧,若g是无向的,则还增添对称弧

if（g->vexnum==0）

{

cout<<"未建立通信网络系统!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

cout<<"请输入要添加的线路的两端的高校名:

";

cin>>v>>w;

intv1,w1;

v1=LocateVex（g,v）;//尾

w1=LocateVex（g,w）;//头

if（v1<0||w1<0||v1==w1）

{

cout<<"高校名输入错误!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

elseif（g->arcs[v1][w1].adj!

=INFINITY）

{

cout<<"该线路已存在!

\n";

system（"pause"）;

Editgraph（g）;

}

（*g）.arcnum++;//弧或边数加1

cout<<"请输入该条线路的建设费用:

";

cin>>（*g）.arcs[v1][w1].adj;

boolbRet=cin.good（）;

if（!

bRet）

{

cout<<"输入的成本不是整型的!

\n";