教学编制问题c语言数据结构实现.docx
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教学编制问题c语言数据结构实现
数据结构
课程设计报告
主题:
教学计划编制问题
班级:
计科四班
姓名:
熊金莲
指导老师:
郭艳
内容概要
(1)题目要求
(2)教学计划编制问题的要点
(3)函数模块及各函数可实现的功能简介
(4)具体的源代码
(5)使用说明
(6)实验心得
一:
题目要求如下:
大学的每个专业都要制定教学计划。
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值均相等。
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。
要求
(1)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。
(2)允许用户指定下列两种编排策略之一:
一是使学生在各学期中的学习负担尽量均匀;二是使课程尽可能地集中在前几个学期中。
(3)若根据给定的条件问题无解,则报告适当的信息;否则将教学计划输出到用户指定的文件中。
计划的表格格式自行设计。
二:
教学计划编制问题的要点:
根据问题描述及要求,可知设计中需要定义先修关系的AOV网图中的顶点及弧边的结构体,在运行结果中将图的信息显示出来,利用先修关系将课程排序,最后解决问题——输出每学期的课程。
1)采用第二种策略:
使课程尽可能地集中在前几个学期中;
2)根据教学计划中的课程及其关系和学分定义图的顶点和
边的结构体
3)创建图CreateGraph():
结合先修关系的AOV网,显示代号所对应课程及课程的先修课程
4)拓扑排序TopologicalOrder(G):
将课程排序后并决定出每学期所学课程,输出图G的信息Display(G):
将图的顶点和弧边输出
三:
程序模块及可实现的功能简介:
1)、图的邻接表的存储表示,即结构体的定义
typedefstructArcNode
{
intAdjOfV;//该弧所指向的顶点的位置
structArcNode*next;//指向下一条弧的指针
}ArcNode;
typedefcharVertexType[MAXOfNAME];
typedefstruct//链接表
{
VertexTypedata;//顶点信息
intgrades;//存储学分信息
ArcNode*first;//指向第一条依附该顶点的弧的指针
}VNode,AdjList[MAX_VER];//头结点
typedefstruct
{
AdjListver;//vertices存储课程名
intvexnum,arcnum;//图的当前顶点数和弧数
}ALGraph;
2)、利用前插法,建立图的邻接链表
printf("请输入下列课程的先修课程(无先修课程输入0结束后也输入0)\n");
for(h=0;h { printf("%s的先修课程: ",G.ver[h].data); scanf("%s",va);getchar(); while(va[0]! ='0') { i=LocateVex(G,va);//弧头 j=h;//弧尾 p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode)); p->AdjOfV=j; p->next=G.ver[i].first;//插在表头 G.ver[i].first=p; scanf("%s",va); getchar(); } }? 3)、输出图的顶点和边 printf("%d个顶点",G.vexnum); for(i=0;i printf("\n%d条弧边: \n",G.arcnum); for(i=0;i {p=G.ver[i].first; while(p) {printf("%s---->%s\n",G.ver[i].data,G.ver[p->AdjOfV].data); p=p->next; } }? 4)、通过栈实现拓扑排序 ? ? ? ? ? ? intTopologicalOrder(ALGraphG,AdjListR,structNamename[]) { inti,k,j=0,count,indegree[MAX_VER]; SqStackS; ArcNode*p; FindInDegree(G,indegree);//对各顶点求入度 InitStack(S);//初始化栈 for(i=0;i if(! indegree[i])Push(S,i);//入度为0者进栈 count=0;//对输出顶点计数 while(! StackEmpty(S)) { Pop(S,i); printf("%s(%d学分),",G.ver[i].data,G.ver[i].grades); R[j++]=G.ver[i];//将当前的拓扑序列保存起来 ++count;//输出i号顶点并计数 for(p=G.ver[i].first;p;p=p->next)//对i号顶点的每个邻接点的入度减1 { k=p->AdjOfV; if(! (--indegree[k]))//若入度减为0,则入栈 Push(S,k); } } if(count { printf("此有向图有回路无法完成拓扑排序"); return0; } elseprintf("为一个拓扑序列"); printf("\n"); intq=1,Z=0; while(q<=TotalOfTerms) { intC=R[Z].grades; printf("\n第%d个学期应学课程: ",q); while(C<=MaxScores) { C=C+R[Z+1].grades; if(Z { CmpOfStr(R[Z].data,name,N);/*让C1~C12分别与12门课程对应起来*/ ++Z; } } printf("\n"); if(q==TotalOfTerms)printf("\nOKOver! "); q++; } return1;/**/ } 拓扑排序要点: 依次将入度为0的顶点存入InDegree中,对每个顶点求入度,并存入数组InDegree[i]中(i=0…n),初始化栈Stack,Counter=0,对以i号顶点为尾弧的每个邻接点的入度减1,并将入度减1后为零的顶点号压入栈中,输出i,计数器加1(Counter++),推出栈顶的一个元素(入度为零的顶点号)至i,输出i,计数器加1(Counter++),堆栈是否为空? ,n个顶点全输出,依次将入度为0的顶点存入InDegree中 5)根据学分上限决定出每学期应学课程,其中R[]中存储的是经过拓扑排序后的课程先后顺序。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? intq=1,Z=0; while(q<=TotalOfTerms) { intC=R[Z].grades; printf("\n第%d个学期应学课程: ",q); while(C<=MaxScores) {C=C+R[Z+1].grades; if(Z { CmpOfStr(R[Z].data,name,N);/*让C1~C12分别与12门课程对应起来*/ ++Z;} } printf("\n"); if(q==TotalOfTerms)printf("\nOKOver! "); q++; } 四: 具体的源代码 本程序分为三部分 A: : : : : : : : : SeqStack.h 1)#defineStackofNUM20//存储空间初始分配量 2)#defineStackforMore5//存储空间分配增量 3)typedefstructSqStack 4){ 5)int*a; 6)int*top; 7)intsize;//分配的存储空间 8)}SqStack; 9)intInitStack(SqStack&S)/*栈的初始化*/ 10){ 11)S.a=(int*)malloc(StackofNUM*sizeof(int)); 12)if(! S.a)exit(-1); 13)S.top=S.a; 14)S.size=StackofNUM; 15)return1; 16)} 17)intStackEmpty(SqStackS)/*判断栈是否为空*/ 18){ 19)if(S.top==S.a)return1; 20)elsereturn0; 21)} 22)intPush(SqStack&S,intx)/*入栈*/ 23){ 24)if(S.top-S.a>=S.size) 25){ 26)S.a=(int*)realloc(S.a,(S.size+StackforMore)*sizeof(int)); 27)if(! S.a)exit(-1); 28)S.top=S.a+S.size; 29)S.size+=StackforMore; 30)} 31)*S.top++=x; 32)return1; 33)} 34)intPop(SqStack&S,int&x)/*出栈*/ 35){ 36)if(S.top==S.a)return0; 37)x=*--S.top; 38)return1; 39)} B: : : : : : : : : ALGraph.h 40)#defineMAXOfNAME3//最多字符个数 41)#defineMAX_VER100//最大顶点数 42)typedefstructArcNode 43){ 44)intAdjOfV;//该弧所指向的顶点的位置 45)structArcNode*next;//指向下一条弧的指针 46)}ArcNode; 47)typedefcharVertexType[MAXOfNAME]; 48)typedefstruct//链接表 49){ 50)VertexTypedata;//顶点信息 51)intgrades;//存储学分信息 52)ArcNode*first;//指向第一条依附该顶点的弧的指针 53)}VNode,AdjList[MAX_VER];//头结点 54)typedefstruct 55){ 56)AdjListver;//vertices存储课程名 57)intvexnum,arcnum;//图的当前顶点数和弧数 58)}ALGraph; 59)intTotalOfTerms;//学期总数 60)intMaxScores;//学分上限 61)intLocateVex(ALGraphG,VertexTypeu)/*查找图中某个顶点位置*/ 62){ 63)inti; 64)for(i=0;i 65)if(strcmp(u,G.ver[i].data)==0)returni; 66)return-1; 67)} 68)intCreateGraph(ALGraph&G)/*采用邻接表存储结构*/ 69){ 70)inti,j,h; 71)VertexTypeva; 72)ArcNode*p; 73)printf("请输入教学计划的课程数: "); 74)scanf("%d",&G.vexnum); 75)getchar(); 76)printf("请输入各个课程的先修课程的总和(弧总数): "); 77)scanf("%d",&G.arcnum); 78)getchar(); 79)printf("请输入%d个课程的课程号(最多%d个字符,字母+数字如C10): ",G.vexnum,MAXOfNAME); 80)for(i=0;i 81){ 82)scanf("%s",&G.ver[i].data); 83)getchar(); 84)G.ver[i].first=NULL; 85)} 86)printf("请输入%d个课程的学分值: ",G.vexnum); 87)for(i=0;i 88){ 89)scanf("%d",&G.ver[i].grades);getchar(); 90)} 91)printf("请输入下列课程的先修课程(无先修课程输入0结束后也输入0)\n"); 92)for(h=0;h 93){ 94)printf("%s的先修课程: ",G.ver[h].data); 95)scanf("%s",va);getchar(); 96)while(va[0]! ='0') 97){ 98)i=LocateVex(G,va);//弧头 99)j=h;//弧尾 100)p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode)); 101)p->AdjOfV=j; 102)p->next=G.ver[i].first;//插在表头 103)G.ver[i].first=p; 104)scanf("%s",va);getchar(); 105)} 106)} 107)return1; 108)} 109)voidDisplay(ALGraphG)/*输出图G的信息*/ 110){ 111)inti; 112)ArcNode*p; 113)printf("有向图\n"); 114)printf("%d个顶点",G.vexnum); 115)for(i=0;i 116)printf("\n%d条弧边: \n",G.arcnum); 117)for(i=0;i 118){p=G.ver[i].first; 119)while(p) 120){printf("%s---->%s\n",G.ver[i].data,G.ver[p->AdjOfV].data); 121)p=p->next; 122)} 123)} 124)} 125)voidFindInDegree(ALGraphG,intindegree[])/*求顶点的入度*/ 126){ 127)inti; 128)ArcNode*p; 129)for(i=0;i 130)for(i=0;i 131){ 132)p=G.ver[i].first; 133)while(p) 134){indegree[p->AdjOfV]++; 135)p=p->next; 136)} 137)} 138)} 139)structName 140){ 141)charc[20]; 142)}name; 143)voidCmpOfStr(VertexTypestr,structNamename[],intn)/*让C1~C12分别与12门课程对应起来*/ 144){ 145)if(strcmp(str,name[0].c)==0)printf("程序设计基础"); 146)if(strcmp(str,name[1].c)==0)printf("离散数学"); 147)if(strcmp(str,name[2].c)==0)printf("数据结构"); 148)if(strcmp(str,name[3].c)==0)printf("汇编语言"); 149)if(strcmp(str,name[4].c)==0)printf("语言的设计和分析"); 150)if(strcmp(str,name[5].c)==0)printf("计算机原理"); 151)if(strcmp(str,name[6].c)==0)printf("编译原理"); 152)if(strcmp(str,name[7].c)==0)printf("操作系统"); 153)if(strcmp(str,name[8].c)==0)printf("高等数学"); 154)if(strcmp(str,name[9].c)==0)printf("线性代数"); 155)if(strcmp(str,name[10].c)==0)printf("普通物理"); 156)if(strcmp(str,name[11].c)==0)printf("数值分析"); C: : : : : : : : : : : : : : : : : : 教学计划编制问题.Cpp #include #include #include #include #include"SeqStack.h" #include"ALGraph.h" #defineN12 intTopologicalOrder(ALGraphG,AdjListR,structNamename[]) { inti,k,j=0,count,indegree[MAX_VER]; SqStackS; ArcNode*p; FindInDegree(G,indegree);//对各顶点求入度 InitStack(S);//初始化栈 for(i=0;i if(! indegree[i])Push(S,i);//入度为0者进栈 count=0;//对输出顶点计数 while(! StackEmpty(S)) { Pop(S,i); printf("%s(%d学分),",G.ver[i].data,G.ver[i].grades); R[j++]=G.ver[i];//将当前的拓扑序列保存起来 ++count;//输出i号顶点并计数 for(p=G.ver[i].first;p;p=p->next)//对i号顶点的每个邻接点的入度减1 { k=p->AdjOfV; if(! (--indegree[k]))//若入度减为0,则入栈 Push(S,k); } } if(count { printf("此有向图有回路无法完成拓扑排序"); return0; } elseprintf("为一个拓扑序列"); printf("\n"); intq=1,Z=0; while(q<=TotalOfTerms) { intC=R[Z].grades; printf("\n第%d个学期应学课程: ",q); while(C<=MaxScores) { C=C+R[Z+1].grades; if(Z { CmpOfStr(R[Z].data,name,N);/*让C1~C12分别与12门课程对应起来*/ ++Z; } } printf("\n"); if(q==TotalOfTerms)printf("\nOKOver! "); q++; } return1;/**/ } voidmain() { ALGraphG; AdjListR; structNamename[N]={{"C1"},{"C2"},{"C3"},{"C4"},{"C5"},{"C6"},{"C7"},{"C8"},{"C9"},{"C10"},{"C11"},{"C12"}}; printf("***************教学计划编制问题**************\n"); printf("请以课件9-2上课程先序图为例输入学期总数: "); scanf("%d",&TotalOfTerms); getchar(); printf("请输入学期的学分上限(8或9): "); scanf("%d",&MaxScores); getchar(); CreateGraph(G); Display(G); TopologicalOrder(G,R,name); } 五: 说明: 本程序按照课件9-2所显示的那12门课程编排,示列6个学期,每学期不超过学分数示例输入9。 程序示例运行如下: 六: 实验心得: 经过此次课程设计,我深刻地认识到自己写程序的不足,认识到了仅仅只是从课本上学到算法原理是远远不够的,理论与实践结合才是最重要的。 实验中,我总是不经意间出现各种错误,这就要求 今后的我要以脚踏实地的
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- 教学 编制 问题 语言 数据结构 实现