数据结构课程设计报告.docx

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数据结构课程设计报告

课程设计报告

课程名称数据结构

课题名称1.迷宫求解2.一元多项式计算

专业计算机科学与技术

班级计算机1001

学号20100301012

姓名

指导教师

2012年7月5日

课程设计任务书

课程名称数据结构

课题1.迷宫求解2.一元多项式计算

课程设计任务书

一．设计内容

问题1：

拓扑排序

大学期间各专业都要制订相应的教学计划。

每个专业开设的课程预先已确定。

而各门课程间有的是相互独立的，而有的则有先修后修的限定。

试设计相应的课程设置程序，实现对某专业各学期的课程的排布，其中每门课需设定课时，而各学期的总课时不能超过上限。

测试数据：

学期课时上限数：

350；各课程所需学时：

48；课程先、后修关系如图：

问题2：

huffman编码

对于确定的字符集的电文字符串编码，实现最高的通信效率。

编程实现对于给定的输入串及各字符的已知频度，输出其编码方式（各字符的二进制编码）及对应的输出流。

测试数据：

字符

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

频度

186

64

13

22

32

103

21

15

47

57

1

2

32

字符

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

频度

20

57

63

15

1

48

51

80

23

8

18

1

16

问题3：

成绩管理

编制一应用软件实现对班级成绩管理。

基本功能有学生信息的增删（转入或退学）、查找（从当前点向前或向后双向的）、录入、统计（如总分，及格率等）。

建议用双链表实现。

问题4：

成绩排序

对某次考试成绩排序，输入为多门课程成绩，可以任一课程成绩为关键字进行检索。

建议采用快速排序等算法效率高的算法。

问题5：

迷宫求解

一个M*N的长方阵迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和墙壁，对任意设定的迷宫，东、南、西、北四个方向是可能的行走方向，求出一条从入口到出口的路径（或没有通路）。

迷宫的测试数据如下：

左上角（1,1）为入口，右下角（8,9）为出口。

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

问题6：

一元多项式计算

对于任意输入的多项式A=anxn+an-1xn-1+…a1x+a0和B=bmxm+bm-1xm-1+…b1x+b0，用链表存储后实现A+B；A-B。

测试数据：

a.

；

b.；

c.

；

d.

；

e.

；

问题7:

通讯录管理

设计一个通讯录管理，包括通讯录链表的建立、通讯者的插入、通讯者的删除、通讯者的查询以及信息修改等。

要求有运行界面,从菜单中进入选项。

二．设计要求

1．选题

每位学生需完成两个课题，其中一个必选，另一个自选，必选题次为，学号/7+1。

2．课程设计报告内容说明

1）需求分析程序的功能；输入输出的要求。

2）概要设计程序的模块构成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块的功能；课题涉及的数据结构和数据库结构；即要存储什么数据，这些数据是什么样的结构，它们之间有什么关系等。

3）详细设计采用C语言定义相关的数据类型；写出各模块的类C码算法；画出各函数的调用关系图、主要函数的流程图。

4）调试分析以及设计体会测试数据：

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；程序调试中遇到的问题以及解决问题的方法；课程设计过程经验教训、心得体会。

5）使用说明用户使用手册：

说明如何使用你编写的程序，详细列出每一步的操作步骤。

6）书写格式见附带说明。

7）附录参考书目；源程序清单（带注释）。

3．成绩评定

指导老师负责验收程序的运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。

具体考核标准包含以下几个部分：

①平时出勤（占10%）②系统需求分析、功能设计、数据结构设计及程序总体结构合理与否（占10%）③程序能否完整、准确地运行，个人能否独立、熟练地调试程序（占40%）④设计报告（占30%）注意：

不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。

⑤独立完成情况（占10%）。

三．进度安排

第19周星期一13时：

00分——17时：

00分

星期二13时：

00分——17时：

00分

星期三13时：

00分——17时：

00分

星期四13时：

00分——17时：

00分

第20周星期一8时：

00分——12时：

00分

星期二8时：

00分——12时：

00分

附：

课程设计报告装订顺序：

封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。

正文的格式:

一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。

正文的内容:

一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现（至少要有一个主要模块的流程图）；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）。

正文总字数要求在5000字以上（不含程序原代码）。

一、迷宫求解系统.........................................................................................................................................1

1.1系统设计的意义与目的................................................................................................................1

1.2系统功能需求................................................................................................................................1

2.1系统功能分析................................................................................................................................2

2.2系统功能模块划分与设计............................................................................................................2

2.3系统功能模块图............................................................................................................................2

3.1定义栈的结构体...........................................................................................................................3

3.2栈构造函数算法...........................................................................................................................3

3.3入栈函数算法...............................................................................................................................3

3.4取栈顶元素函数算法...................................................................................................................4

3.5出栈函数算法...............................................................................................................................4

3.6输入迷宫矩阵函数算法...............................................................................................................4

3.7迷宫矩阵求解函数算法...............................................................................................................5

4.1调试过程中的错误......................................................................................................................7

4.2具体调试过程..............................................................................................................................7

二、一元多项式计..........................................................................................................................................11

1.1系统设计的意义与目的..............................................................................................................11

1.2系统功能需求..............................................................................................................................11

2.1系统功能分析..............................................................................................................................12

2.2系统功能模块划分与设计..........................................................................................................12

2.3系统功能模块图..........................................................................................................................12

3.1定义链表结点结构体.................................................................................................................13

3.2多项式计算结果输出函数算法.................................................................................................13

3.3需要处理的多项式输出函数算法.............................................................................................13

3.4插入结点函数算法.....................................................................................................................14

3.5多项式系数和指数输入函数算法.............................................................................................14

3.6结点删除函数算法.....................................................................................................................15

3.7多项式相加函数算法.................................................................................................................15

3.8多项式相减函数算法.................................................................................................................16

4.1调试过程中的错误....................................................................................................................18

4.2具体调试过程............................................................................................................................18

一、迷宫求解系统

1.系统需求分析

1.1系统设计的目的与意义

在对迷宫矩阵进行求解时，当矩阵规模比较庞大的时候，进行人工求解比较麻烦同时也容易出错，因此需要一个迷宫求解系统来对迷宫矩阵进行求解。

1.2系统功能需求

本系统定义了栈的结构体，栈的构造函数，入栈函数，出栈函数，取栈顶元素函数，迷宫矩阵的输入函数，迷宫矩阵求解函数以及一个主函数，通过主函数调用其他几个函数最终实现求得迷宫矩阵的通路径。

2.总体设计

2.1系统功能分析

系统通过调用函数来实现栈的构造，数据入栈，数据出栈，取得栈顶元素，输入迷宫矩阵，求解迷宫矩阵等功能。

InitStack（）函数用来构造栈；Push（）函数用来将数据入栈；Gettop（）函数用来取栈顶元素；Pop（）用来将栈顶元素出栈；Inpute（）用来输入迷宫矩阵；MazePath（）用来对迷宫矩阵进行求解；主函数main（）用于调用这些函数。

2.2系统功能模块划分与设计

本系统定义了一个栈的结构体，定义了InitStack（）、Push（）、Gettop（）、Pop（）、Inpute（）、MazePath（）等函数来实现系统所需功能。

2.3系统功能模块图

图2.1系统功能模块

3.详细设计

3.1定义栈的结构体

该结构体定义了一个整型变量用来存放当前已分配的存储空间，数并定义了一个栈顶指针和一个栈低指针。

typedefstruct{//定义栈的结构体

int*base;

int*top;

intstacksize;

}SqStack;

3.2栈构造函数算法

StatusInitStack（SqStack&s）{

//构造一个空栈s

s.base=（int*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（int））;

if（!

s.base）exit（OVERFLOW）;//存储空间分配失败

s.top=s.base;

s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

returnOK;

}//InitStack

3.3入栈函数算法

StatusPush（SqStack&s,inte）{

//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=（int*）realloc（s.base,（s.stacksize+STACKINCREMENT）*

sizeof（int））;

if（!

s.base）exit（OVERFLOW）;//存储空间分配失败

s.top=s.base+s.stacksize;

s.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*s.top++=e;

returnOK;

}//Push

3.4取栈顶元素函数算法

StatusGettop（SqStacks,int&e）{

//若栈不空，则用e返回栈顶元素，并返回OK；否则返回ERRORif（s.top==s.base）returnERROR;

e=*（s.top-1）;

returnOK;

}//Gettop

3.5出栈函数算法

StatusPop（SqStack&s,ElamTypee）{

//若栈不空，则删除s的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR

if（s.top==s.base）returnERROR;

e=*--s.top;

returnOK;

}//Pop

3.6输入迷宫矩阵函数算法

Status**Inpute（ElamTypen,ElamTypem）{

//输入迷宫矩阵函数

Status**p=（Status**）malloc（n*sizeof（int））;//为矩阵分配存储空间

for（i=0;i

*（p+i）=（Status*）malloc（m*sizeof（int））;

for（i=0;i

for（j=0;j

scanf（"%d",&p[i][j]）;//按行输入迷宫矩阵的每个元素

returnp;

}//Inpute

3.7迷宫矩阵求解函数算法

StatusMazePath（Status**p,ElamTypen,ElamTypem）{

//迷宫矩阵求解函数

SqStacks1,s2;

InitStack（s1）;InitStack（s2）;

Push（s1,i）;Push（s2,j）;

do{i=i+1;//判断当前元素下方的元素位置是否可通，可通则将该位置入栈

if（0<=i&&i

p[i][j]）{

if（i==n-1&&j==m-1）{//判断当前元素是否为迷宫出口位置元素

Push（s1,i）;Push（s2,j）;break;

}

Push（s1,i）;Push（s2,j）;p[i][j]=2;

}

else{i=i-1;j=j+1;

//判断当前元素右方的元素位置是否可通，可通则将该位置入栈

if（0<=i&&i

p[i][j]）{

if（i==n-1&&j==m-1）{

Push（s1,i）;Push（s2,j）;break;

}

Push（s1,i）;Push（s2,j）;p[i][j]=2;

}

else{

j=j-2;

//判断当前元素左方的元素位置是否可通，可通则将该位置入栈

if（0<=i&&i

p[i][j]）{

if（i==n-1&&j==m-1）{

Push（s1,i）;Push（s2,j）;break;

}

Push（s1,i）;Push（s2,j）;p[i][j]=2;

}

else{i=i-1;j=j+1;

//判断当前元素上方的元素位置是否可通，可通则将该位置入栈

if（0<=i&&i

p[i][j]）{

if（i==n-1&&j==m-1）{

Push（s1,i）;Push（s2,j）;break;

}

Push（s1,i）;Push（s2,j）;p[i][j]=2;

}

else{//如果该元素的以上四个相邻元素位置都不通，则出栈

Gettop（s1,i）;Gettop（s2,j）;

p[i][j]=1;Pop（s1）;Pop（s2）;

Gettop（s1,i）;Gettop（s2,j）;

}

}

}

}

if（i==0&&j==0）{

printf（"该迷宫矩阵无可通路径!

\n"）;

c=1;

break;

}

}while

（1）;

if（i!

=0&&j!

=0）

输出该通路径

return0K;

}

4.系统调试

4.1调试过程中的错误

、输入数据时，输错了数据的