1、课程设计报告重言式的判别 合肥学院计算机科学与技术系课程设计报告20122013学年第2学期课程 数据结构与算法课程设计名称重言式的判别学生姓名学号专业班级11 网络工程（1）指导教师 2013 年 6 月目录1、题目 32、问题分析和任务定义 43、数据结构的选择和概要设计 54、详细设计和编码 85、上机调试过程 176、测试结果及其分析 197、用户使用说明 208、参考文献 209、附录（完整程序代码） 21 第一章 题目“数据结构与算法课程设计”是计算机科学与技术专业学生的集中实践性环节之一，是学习“数据结构与算法”理论和实验课程后进行的一次全面的综合练习。其目的是要达到理论与实际应
2、用相结合，提高学生组织数据及编写程序的能力，使学生能够根据问题要求和数据对象的特性，学会数据组织的方法，把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来并用软件解决问题，培养良好的程序设计技能。内容：【问题描述】一个逻辑表达式如果对于其变元的任一种取值都为真，则称为重言式；反之，如果对于其变元的任一种取值都为假，则称为矛盾式；然而，更多的情况下，既非重言式，也非矛盾式。试写一个程序，通过真值表判别一个逻辑表达式属于上述哪一类。【基本要求】(1) 逻辑表达式从终端输入，长度不超过一行。逻辑运算符包括 |，& 和 ，分别表示或、与和非，运算优先程度递增，但可由括号改变，即括号内的运算优先。逻辑变元 为大
3、写字母。表达式中任何地方都可以含有多个空格符。(2) 若是重言式或矛盾式，可以只显示True forever，或False forever，否则显示 Satisfactible 以及变量名序列，与用户交互。若用户对表达式中变元取定一组值，程序就求出并显示逻辑表达式的值。【测试数据】(1) (A|A)&(B|B)(2) (A&A)&C(3) A|B|C|D|E|A(4) A&B&C&B(5) (A|B)&(A|B)(6) A&B|A&B第二章 问题分析和任务定义 、 一个逻辑表达式如果对于其变元的任一种取值均为真，则称为重言式；反之，如果对于其变元的任一种取值都为假，则称为矛盾式，然而，更多的情
4、况下，既非重言式，也非矛盾式，写一个程序通过真值表判别一个逻辑表达式属于上述哪一类。基本要求如下：2、 逻辑表达式从终端输入，长度不超过一行。逻辑运算符包括“|”、“&”、“”，分别表示或、与、非，运算优先程度递增，但可有括号改变，即括号内的运算优先。逻辑变元为大写字母。表达式中任何地方都可以含有多个空格符。3、 若是重言式或矛盾式，可以只显示“True Forever”或“False Forever”，否则显示运算中每种赋值和与其相对应的表达式的值。4、 本程序先使用栈将逻辑表达式的变量进行存储，然后将栈中的元素作为二叉树的结点结构，然后根据优先级读取表达式建立二叉树，并通过逐个判断实现对重
5、言式的判别。5、程序执行的命令： 输入逻辑表达式。判断表达式是重言式还是矛盾式。退出程序。6、细节设置为实现用户更好的操作，程序应允许在表达式中插入多个空格，对大小写没有特殊要求，并含有较多的提示信息，一方便用户操作。第三章 数据结构的选择和概要设计流程图本章主要介绍1、数据结构的设计 /根据表达式建立的二叉树的结点定义，由于表达式的求值类似二叉树的中序遍历，故我们可以将表达式构造为一个二叉树;typedef struct btdnode*bitree;/识别表达式使用的堆栈定义,它存放的都是树的结构，鉴于逻辑符号的优先不同，我们需要用到堆栈;typedef struct lnode_optr
6、sqstack; 2、算法的设计本设计从总体上划分可分为四个模块，第一个模块为树与堆栈的创建。void create(bitree &zigen,bitree l,bitree r)；void creatstack(sqstack &st)；void creattree(char s,bitree &tree)；第二个模块为对树与堆栈的操作，包括对树的取值以及堆栈的入栈，出栈操作。int value_tree(bitree tree)；void push(sqstack &st,bitree e)；void pop(sqstack &st,bitree &e)第三个模块为对表达式的逻辑运算符的
7、判别。char youxianji(char lie,char hang)；void gettop(sqstack &st,bitree &e)；第四个模块为于用户的交互。void user()；3、抽象数据类型的设计 根据所设计的数据结构和函数接口，设计抽象数据类型。ADT Binary Tree数据对象：D是具有相同特性的数据元素的集合。二叉树数据关系：若D为空集，称BinaryTree 为空二叉树；否则 关系 R=H；在D中存在唯一的成为根的数据元素root，它在关系H下无前驱；D中其余元素必可分为两个互不相交的子集L和R，每一个子集都是一棵符合本定义的二叉树，并分别为root的左子树和
8、右子树。如果左子树L不空，则必存在一个根结点，它是root的“左后继”（H）,如果右子树R不空，则必存在一个根结点为root的“右后继”（H）。基本操作P：结构初始化 initBiTree（&T）； 操作结果：构造二叉树T。 CreateBiTree（&T，definition）； 初始条件：definition给出二叉树T的定义。 操作结果：按definition构造二叉树T。 销毁结构 DestroyBiTree（&T）； 初始条件：二叉树T存在。 操作结果：销毁二叉树T。 引用型操作 BiTreeEmpty（T）； 初始条件：二叉树T存在。 操作结果：若二叉树为空二叉树，则返回TRUE，
9、否则返回FALSE。和数相同，创建二叉树的算法取决于它的数据元素之间关系的输入方式。 Root（T） 初始条件：二叉树T存在。 操作结果：返回T的根。 Value（T，e）初始条件：二叉树T存在，e是T中某个结点。 操作结果：返回e的值。 Parent（T,e）； 初始条件：二叉树T存在，e是T中某个结点。 操作结果：若e是T的非根结点，则返回它的双亲，否则返回“空”。 LeftChild（T,e）； 初始条件：二叉树T存在，e是T中某个结点。 操作结果：返回T的左孩子，若e无左孩子，则返回“空”。 RightChild（T,e）； 初始条件：二叉树T存在，e是T中某个结点。 操作结果：返回T
10、的右孩子，若e无左孩子，则返回“空”。堆栈数据关系：ADT StackInitStack(&S) 操作结果：构造一个空栈。DestroyStack(&S) 初始条件：栈S存在。 操作结果：栈S被销毁。GetTop（S,&e） 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：用e返回S的栈顶元素。Push（&S，e） 初始条件：栈S已存在。 操作结果：插入结点为e的新的栈顶元素。Pop（&S，&e） 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：删除S的栈顶元素，并用e返回其值。第四章 详细设计和编码一、设计结构体typedef struct node /根据表达式建立的二叉树的结点定义 char data;
11、 struct node *lchild; struct node *rchild;BiTNode,*bitree;typedef struct stack /识别表达式使用的堆栈定义,它存放的都是树的结构 /栈中的元素都是树的结点结构 bitree *base; /栈底指针 bitree *top; /栈顶指针 int stacksize; /栈容量seqstack;二、设计功能子函数/用于产生变量的各种取值组合void creatzuhe(int n) int i,num=0,j=0,e; int tempmaxsize; for(i=0;i=0) e=tempj; j-; zuhenum
12、=e; num+; /自底向上地根据运算符地优先级来建立分子树函数void create(bitree &f,bitree l,bitree r) /当逻辑表达式读完后-子根f就是一棵完整的二叉树 f-lchild=l; /分树的链接 f-rchild=r; /分树的链接 if(l&r) if(int(l-data)=65&int(l-data)lchild=NULL; l-rchild=NULL; if(int(r-data)=65&int(r-data)lchild=NULL; r-rchild=NULL; /逻辑运算符的优先级判别char youxianji(char m,char n)
13、 int i,j; char bijiao77= ,|,&,(,),#, /二维数组比较优先级先后 |, &, , (, , #, ,=;for(i=0;i7;i+) if(bijiao0i=m) /找到m运算符的列号 break;for(j=0;j、=/初始化栈void setstack(seqstack &st) st.base=(bitree *)malloc(maxsize*sizeof(node);/分配结构node的size大小的内存,强制转换为bitree类型 st.top=st.base; st.stacksize=maxsize; /栈容量/入栈void push(seqst
14、ack &st,bitree e) if(st.top-st.basest.stacksize) /符合条件入栈 *st.top=e; st.top+; else coutERROR!endl; /不符合输出ERROR!/出栈void pop(seqstack &st,bitree &e) if(st.top=st.base) coutERROR!endl; /不符合条件输出ERROR! st.top-; /符合条件 e=*st.top;/取栈顶元素void gettop(seqstack &st,bitree &e) if(st.top=st.base) coutERROR!data=#;
15、/将逻辑运算符栈的栈底元素设为# push(logic,logic1); /入逻辑运算符栈 while(*s!=NULL) if(int(*s)=65&int(*s)data=*s; push(variable,variables); /入变量栈 else if(int(*s)90|int(*s)data) case data=*s; push(logic,logics); break; case =: pop(logic,kuohao); /脱括号并接受下一个字符 break; case : /栈顶的运算符优先级高,变量出栈运算 pop(logic,g); /弹出逻辑运算符 pop(vari
16、able,a); /弹出变量 b=NULL; /只有右子树 if(g-data!=) pop(variable,b); create(g,b,a); /建树的函数调用 push(variable,g);/将临时的根作为新的变量压入变量栈中 if(*s!=#&*s!=) logics=(bitree)malloc(sizeof(node);/分配结构node的size大小的内存,强制转换为bitree类型 logics-data=*s; push(logic,logics); /逻辑运算符入栈 else s=s-1; break; s+; tree=g; /根据变量的取值组合并利用逻辑表达式的性
17、质对树进行求值int valuetree(bitree tree) if(!tree) return 0; /遇到空的结点 else if(tree-data!=|&tree-data!=&tree-data!=) /找到的是变量 return zuheint(tree-data)-65; /返回值 else if(int(tree-data)data)90) /找到的是运算符 switch(tree-data) case |: return(valuetree(tree-lchild)|valuetree(tree-rchild); /递归调用 break; case &: return(v
18、aluetree(tree-lchild)&valuetree(tree-rchild); /递归调用 break; case : return(!valuetree(tree-rchild); /递归调用 break; default: return 0; else return 0;/用户输入变量的一组取值情况void user() int i; cout请依次输入你的变量取值(0或1)endl; for(i=65;i65+N;i+) coutchar(i)zuhei-65; /界面设计void print() coutendl;/标识信息 cout 合肥学院 计科系 11网络工程（1）班
19、 endl; cout 数据结构课程设计 endl; cout -重言式的判别 endl; cout 2013.06.10 endl; coutendl; /菜单函数，void meun() system(cls); print(); char strmaxsize,strimaxsize,*pstr,q; int j,i=0,choose=1,sum,n=0; bitree Tree; int SUM=0,l; /用于累加变量的每种组合的逻辑表达式的结果;可以作为逻辑表达式类别判别的根据 cout请输入逻辑表达式的变量的个数: endl; /提示输入表达式的变量个数 coutN; sum=i
20、nt(pow(2,N); /变量组合的总数; cout请输入逻辑表达式的表达式:例如(A|B&C) =97&strn=122) strn=strn-32; /将小写转换成大写 if(strn!= ) strii+=*pstr; strii=#; /最后一字符后加入#,与运算符栈的栈底元素#对应 strii+1=0; /结束标志0 /system(cls); /系统清屏函数 cout请选择你要的操作endl; cout 1 计算机自动穷举 endl; cout 2 用户自定义设置 endl; cout 3 重新开始 endl; cout 0 退出 endl; coutchoose; while(
21、choose!=1&choose!=2&choose!=3&choose!=0) coutchoose; switch(choose) case 1: /对变量的不同组合依次调用重言式二叉树的求值函数;并判别重言式的类别 / system(cls); creattree(stri,Tree); /建立重言式的二叉树 for(j=0;jsum;j+) creatzuhe(j); /产生变量取值组合 SUM+=valuetree(Tree); /SUM累加 strii=0; /加入结束标志以便输出逻辑表达式 if(SUM=0) /矛盾式 cout逻辑表达式:striendl; coutFalse
22、foreverendl; if(SUM=sum) /重言式 cout逻辑表达式:striendl; coutTrue forever0&SUMsum) /既不是矛盾式也不是重言式 cout逻辑表达式:striendl; coutSatisfactibleendl; cout 逻辑表达式的真值表 endl; /输出真值表 cout=nt; for(l=65;l65+N;l+) coutsetw(4)char(l); /setw是域宽 cout 逻辑表达式的值; coutt|endl; cout=endl; for(j=0;jsum;j+) creatzuhe(j); /产生变量取值组合 /SUM=valuetree(Tree); cout|t; for(int h=0;hN;h+)
