教学计划编制问题课程设计Word版.docx
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教学计划编制问题课程设计Word版
信息与电气工程学院
课程设计说明书
(2015/2016学年第一学期)
课程名称:
软件算法分析与设计
题目:
教学计划编制
专业班级:
计算机1401
学生姓名:
李丹丹
学号:
140210132
指导教师:
陈丽
设计周数:
一周
设计成绩:
2016年1月13日
一、课题的主要功能1
1.1程序的功能1
1.2.输入输出的要求1
1.3运行环境1
1.4开发工具1
二、概要设计2
2.1程序的模块组成2
2.2模块的层次结构及调用关系2
2.3模块的主要功能3
2.4数据结构和数据库结构3
三.主要功能的实现3
3.1采用C语言定义相关的数据类型。
3
3.2主要函数的流程图4
3.3画出各函数的调用关系图11
四、程序调试12
4.1测试数据:
12
4.2使用说明13
五.心得体会14
六、附录15
6.1参考书目15
6.2源程序清单(带注释)16
一、课题的主要功能
1.1程序的功能
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。
本程序针对本科的学期内容,通过输入实际的课程及先后关系。
结合每学期的学分及课程数,制定好学习计划。
在输入相关数据后,程序会安排好每学期的课程。
1.2.输入输出的要求
输入参数包括:
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课程号。
输出要求输出各门课程所对应的学分,以及每学期各门课程的安排。
1.3运行环境
1.WINDOWS7系统
2.Vc++6.0编译环境
1.4开发工具
C语言
二、概要设计
2.1所负责的程序的模块
LocateVex():
图的邻接表存储的基本操作
CreateGraph():
构造生成树
Display():
输出图的邻接矩阵
FindInDegree():
求顶点的入度
2.2模块的层次结构及调用关系
2.3模块的主要功能
见“详细设计”-“主要函数流程图”
2.4数据结构和数据库结构
储存的数据为结构体类型数组,以及结构体单链表结点类型。
1typedefstructArcNode
弧所指定点位置
指向下一条弧的指针
网的权值指针
int
struct
InfoType
2typedefstruct
顶点信息
第一个表结点的地址
VertexType
ArcNode
三.主要功能的实现
3.1采用C语言定义相关的数据类型。
其中包括字符常量,整型,字符型,字符串型,typedef定义的类型,结构体型,单链表节点类型,结构体数组。
3.2主要函数的流程图
1.LocateVex():
图的邻接表存储的基本操作。
由初始条件:
图G存在,u和G中顶点有相同特征转而进行判断,若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1。
2.CreateGraph():
构造生成图。
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)。
3.Display():
输出图的邻接矩阵。
采用循环设置输出图的邻接矩阵。
4.FindInDegree():
求顶点的入度。
所负责的部分程序:
/*图的邻接表存储的基本操作*/
intLocateVex(ALGraphG,VertexTypeu)
{/*初始条件:
图G存在,u和G中顶点有相同特征*/
/*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*/
inti;
for(i=0;i if(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0) returni; return-1; } StatusCreateGraph(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)*/ inti,j,k; VertexTypeva,vb; ArcNode*p; printf("请输入教学计划的课程数: "); scanf("%d",&(*G).vexnum); printf("请输入拓扑排序所形成的课程先修关系的边数: "); scanf("%d",&(*G).arcnum); printf("请输入%d个课程的代表值(<%d个字符): \n",(*G).vexnum,MAX_NAME); for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/ {scanf("%s",(*G).vertices[i].data); (*G).vertices[i].firstarc=NULL; } printf("请输入%d个课程的学分值(<%d个字符): \n",(*G).vexnum,MAX_NAME); for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/ {scanf("%s",(*G).verticestwo[i].data); } printf("请顺序输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔): \n"); for(k=0;k<(*G).arcnum;++k)/*构造表结点链表*/ {scanf("%s%s",va,vb); i=LocateVex(*G,va);/*弧尾*/ j=LocateVex(*G,vb);/*弧头*/ p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode)); p->adjvex=j; p->info=NULL;/*图*/ p->nextarc=(*G).vertices[i].firstarc;/*插在表头*/ (*G).vertices[i].firstarc=p; } returnOK; } voidDisplay(ALGraphG) {/*输出图的邻接矩阵G*/ inti; ArcNode*p; switch(G.kind) {caseDG: printf("有向图\n"); } printf("%d个顶点: \n",G.vexnum); for(i=0;i printf("%s",G.vertices[i].data); printf("\n%d条弧(边): \n",G.arcnum); for(i=0;i { p=G.vertices[i].firstarc; while(p) {printf("%s→%s",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data); p=p->nextarc; } printf("\n"); } } voidFindInDegree(ALGraphG,intindegree[]) {/*求顶点的入度,算法调用*/ inti; ArcNode*p; for(i=0;i indegree[i]=0;/*赋初值*/ for(i=0;i { p=G.vertices[i].firstarc; while(p) {indegree[p->adjvex]++; p=p->nextarc; } } } 3.3画出各函数的调用关系图 四、程序调试 4.1测试数据: 准备典型的测试数据和测试方案,包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。 数据如下: 学期总数: 6; 学分上限: 10; 该专业共开设课数: 12 课程号: 从C01到C12; 学分顺序: 2,3,4,3,2,3,4,4,7,5,2,3。 先修顺序(有向图表示): 4.2使用说明 输入学期总数,学分上限,课程数,先修关系边数 输入课程代表符号: 输入相对学分值: 回车,将显示顶点的个数和弧的条数 输入完成后执行可得到每个学期的课程计划结果 5.总结体会 虽这门课程让我从C语言基础再深入的了解了软件开发的复杂性。 对以往模糊的经验,起了总结提升的作用。 在学习了这门课程后,我们进行了1个星期的课程设计,来实践我们所学这门课的内容。 由于程序十分的复杂,遇到了很多常见的语法错误,及逻辑错误。 这需要我们不断的调试分析。 符号的格式之类,指针的用法,判断输入输出的条件都是十分容易出错的地方。 在逐条排除,向同学老师请教后,程序终于得以完成。 这让我明白了,解决问题,要细心认真,集思广益,这样才能把问题解决。 六、附录 6.1参考书目 1黄同成,黄俊民,董建寅.数据结构[M].北京: 中国电力出版社,2008 2董建寅,黄俊民,黄同成.数据结构实验指导与题解[M].北京: 中国电力出版社,2008 3严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].北京: 清华大学出版社,2002 4唐策善,李龙澍,黄刘生.数据结构—用C语言描述[M].北京: 高等教育出版社,2001 6.2源程序清单(带注释) #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include //函数结果状态代码 #defineTRUE1 #defineFALSE0 #defineOK1 #defineERROR0 #defineINFEASIBLE-1 typedefintStatus;//Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 typedefintBoolean;//Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE #defineMAX_NAME10 /*顶点字符串的最大长度*/ #defineMAXCLASS100 intZ=0; intX=0; intxqzs,q=1,xfsx; typedefintInfoType; typedefcharVertexType[MAX_NAME];/*字符串类型*/ /*图的邻接表存储表示*/ #defineMAX_VERTEX_NUM100 typedefenum{DG}GraphKind;/*{有向图,有向网,无向图,无向网}*/ typedefstructArcNode { intadjvex;/*该弧所指向的顶点的位置*/ structArcNode*nextarc;/*指向下一条弧的指针*/ InfoType*info;/*网的权值指针)*/ }ArcNode;/*表结点*/ typedefstruct { VertexTypedata;/*顶点信息*/ ArcNode*firstarc;/*第一个表结点的地址,指向第一条依附该顶点的弧的指针*/ }VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];/*头结点*/ typedefstruct { AdjListvertices,verticestwo; intvexnum,arcnum;/*图的当前顶点数和弧数*/ intkind;/*图的种类标志*/ }ALGraph; /*图的邻接表存储的基本操作*/ intLocateVex(ALGraphG,VertexTypeu) {/*初始条件: 图G存在,u和G中顶点有相同特征*/ /*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*/ inti; for(i=0;i if(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0) returni; return-1; } StatusCreateGraph(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)*/ inti,j,k; VertexTypeva,vb; ArcNode*p; printf("请输入教学计划的课程数: "); scanf("%d",&(*G).vexnum); printf("请输入拓扑排序所形成的课程先修关系的边数: "); scanf("%d",&(*G).arcnum); printf("请输入%d个课程的代表值(<%d个字符): \n",(*G).vexnum,MAX_NAME); for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/ {scanf("%s",(*G).vertices[i].data); (*G).vertices[i].firstarc=NULL; } printf("请输入%d个课程的学分值(<%d个字符): \n",(*G).vexnum,MAX_NAME); for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)/*构造顶点向量*/ {scanf("%s",(*G).verticestwo[i].data); } printf("请顺序输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔): \n"); for(k=0;k<(*G).arcnum;++k)/*构造表结点链表*/ {scanf("%s%s",va,vb); i=LocateVex(*G,va);/*弧尾*/ j=LocateVex(*G,vb);/*弧头*/ p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode)); p->adjvex=j; p->info=NULL;/*图*/ p->nextarc=(*G).vertices[i].firstarc;/*插在表头*/ (*G).vertices[i].firstarc=p; } returnOK; } voidDisplay(ALGraphG) {/*输出图的邻接矩阵G*/ inti; ArcNode*p; switch(G.kind) {caseDG: printf("有向图\n"); } printf("%d个顶点: \n",G.vexnum); for(i=0;i printf("%s",G.vertices[i].data); printf("\n%d条弧(边): \n",G.arcnum); for(i=0;i { p=G.vertices[i].firstarc; while(p) {printf("%s→%s",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data); p=p->nextarc; } printf("\n"); } } voidFindInDegree(ALGraphG,intindegree[]) {/*求顶点的入度,算法调用*/ inti; ArcNode*p; for(i=0;i indegree[i]=0;/*赋初值*/ for(i=0;i { p=G.vertices[i].firstarc; while(p) {indegree[p->adjvex]++; p=p->nextarc; } } } typedefintSElemType;/*栈类型*/ /*栈的顺序存储表示*/ #defineSTACK_INIT_SIZE10/*存储空间初始分配量*/ #defineSTACKINCREMENT2/*存储空间分配增量*/ typedefstructSqStack { SElemType*base;/*在栈构造之前和销毁之后,base的值为NULL*/ SElemType*top;/*栈顶指针*/ intstacksize;/*当前已分配的存储空间,以元素为单位*/ }SqStack;/*顺序栈*/ /*顺序栈的基本操作*/ StatusInitStack(SqStack*S) {/*构造一个空栈S*/ (*S).base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if(! (*S).base) exit(OVERFLOW);/*存储分配失败*/ (*S).top=(*S).base; (*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE; returnOK; } voidClearStack(SqStack*S)//清空栈的操作 { S->top=S->base; } StatusStackEmpty(SqStackS) {/*若栈S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE*/ if(S.top==S.base) returnTRUE; else returnFALSE; } StatusPop(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OK;否则返回ERROR*/ if((*S).top==(*S).base) returnERROR; *e=*--(*S).top; returnOK; } StatusPush(SqStack*S,SElemTypee) {/*插入元素e为新的栈顶元素*/ if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize)/*栈满,追加存储空间*/ { (*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof (SElemType)); if(! (*S).base) exit(OVERFLOW);/*存储分配失败*/ (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACKINCREMENT; } *((*S).top)++=e; returnOK; } typedefintpathone[MAXCLASS]; typedefintpathtwo[MAXCLASS]; StatusTopologicalSort(ALGraphG) {/*有向图G采用邻接表存储结构。 若G无回路,则输出G的顶点的一个拓扑序列并返回OK,*/ /*否则返回ERROR。 */ inti,k,j=0,count,indegree[MAX_VERTEX_NUM]; boolhas=false; SqStackS; pathonea; pathtwob; ArcNode*p; FindInDegree(G,indegree);/*对各顶点求入度indegree[0..vernum-1]*/ InitStack(&S);/*初始化栈*/ for(i=0;i if(! indegree[i]) {Push(&S,i); //cout<<*G.vertices[i].data< } /*入度为者进栈*/ count=0;/*对输出顶点计数*/ while(! StackEmpty(S)) {/*栈不空*/ Pop(&S,&i); a[i]=*G.vertices[i].data; b[i]=*G.verticestwo[i].data; printf("课程%s→学分%s",G.vertices[i].data,G.verticestwo[i].data); /*输出i号顶点并计数*/ ++count; for(p=G.vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc) {/*对i号顶点的每个邻接点的入度减*/ k=p->adjvex; if(! (--indegree[k]))/*若入度减为,则入栈*/ {Push(&S,k); //cout<<*G.vertices[i].data< } } } if(count {printf("此有向图有回路\n"); returnERROR; } else {printf("为一个拓扑序列。 \n"); has=true; } FindInDegree(G,indegree);/*对各顶点求入度indegree[0..vernum-1]*/ ClearStack(&S); cout<<"======================课程计划如下==============================="< intqq=1;//学期数 intxxf; while(qq<=xqzs) { intresult[20]; intrtop=0; intnn=0; //intccount=0; //学期学分计算 xxf=0; for(i=0;i {if(0==indegree[i]) { Push(&S,i); } } while(! StackEmpty(S)) { intbb;
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