校园导游图

计算机科学与工程学院

数据结构课程设计报告

2014—2015 学年第二学期

小组成员

学生姓名专业班级学号

_黄煜_ _计算机132_ _201311243_ _范文浩_ _计算机132_ _201313463_ 指导教师：张沛露

计算机科学与工程学院

2015 年 6 月

一、课程设计题目和要求

题目：校园导游图

要求：用无向网表示本学校校园景点平面图，选取若干个有代表性的景点抽象成无向带权图，图中顶点表示校内各顶点，边上权值表示路径长度。能够：

（1）为来访客人查询各景点的相关信息；

（2）为来访客人查询图中任意两个景点间的最短路径

（3）为来访客人查询图中任意两个景点间的所有路径

（4）为来访客人修改图中顶点和边的信息

（5）为来访客人增加景点和路径

（6）为来访客人删除景点和路径

（7）为来访客人输出对应编号景点的信息

二、开发平台

处理器：Intel Core i5

物理内存：2048M

操作系统：Microsoft Windows 7

开发环境：Microsoft VC 6.0

三、自定义数据结构

数据对象V：V具有相同特性的数组元素的集合，称为顶点集

数据关系R：R={VR}

VR={|P(x,y)^(x,y属于V)}

ADT Graph{

数据对象V：一个集合，该集合中的所有元素具有相同的特性

数据关系R：R={VR}

VR={|P(x,y)^(x,y属于V)}

基本操作：

（1）initgraph(&G)；

（2）creatgraph(mgraph &G)；

（3） DeleteplanArc(mgraph &G) ；

（4）DeleteVertex(mgraph &G)；

（5） enarc(mgraph &G)；

（6） enverx(mgraph &G)；

}ADT Graph

基本操作：

1、void displaycampus(mgraph g)输出所有顶点信息（即将展示校园全景图）

2、void seaabout(mgraph G)根据输入编号用来查询各个景点信息

3、void shortestpath_Floyd(mgragh *g)用弗洛伊德阿算法求两个景点间最短路径

4、void Allpaths(mgragh *g)显示输入两个顶点间的所有路径

5、int changegraph(mgraph G) 更改图的信息

6、int locatevex(mgraph c,int v)景点的定位

7、void creatgraph(mgraph &G) 创建图的邻接矩阵

8、void printmatrix(mgraph G) 打印图的邻接矩阵；

9、int DeleteplanArc(mgraph &G) 删除图一条边；

10、int DeleteVertex(mgraph &G) 删除景点

11、int enarc(mgraph &G) 增加路径

12、int enverx(mgraph &G) 增加结点

13、int newgraph(mgraph &G) 更新景点的信息

14、int initgraph(mgraph& G) 校园导游图的初始化

15、void main( )主函数，可以调用子函数

16、exit(0) 退出程序

各程序模块之间的调用关系

主函数可调用子程序：1，2，3，4，5，8，14，16

子程序5可调用子程序:,7,8，9,10,11,12,13

子程序9,10,11,12,13可调用子程序:6

四、算法描述

Floyd算法

五、详细代码

见附录2

六、使用说明

1.校园导游图景点介绍（输出各景点信息）：

应输出所有景点的信息，如下：

表1：建工各景点信息实际输出的信息为：

图1: 建工各景点信息操作成功，与预期结果一致。

2.打印校园导游图的邻接矩阵：

图2: 建工各景点邻接矩阵

操作成功，与预期结果一致。

3、查询景点间最短路径：

比如：

查询景点1（逸夫楼）和3（图书馆）之间的最短路径，预期结果应为：逸夫楼—> 教学楼A区—> 图书馆，

15 20

路径总长度为35

图3：景点间最短路径

操作成功，与预期结果一致。

4、景点信息查询：

比如：查询景点为1的景点信息，预期结果应为：

表2：景点信息1

图4：景点信息查询

与预期结果一致。查询成功。

5、更改图的信息：

更改图信息主页面：

图5：更改图信息主页面

比如重新建一个有3个景点和3条路径的无向图：景点信息分别为：

表3：景点信息2

矩阵关系为：

0 15 25

15 0 50

25 50 0

图6:重新建图a 图7: 重新建图b 与预期结果一致，重新建图成功。

比如删除景点编号为1的景点：

则输出的矩阵中应失去原第一行第一列，

并且其信息不再出现在校园导游中：

删除景点前的图的信息（见图1）

删除景点前的图的矩阵（见图2）

删除景点后的图的信息和矩阵：

图8：删除景点后的图的信息和矩阵

与预期结果一致，删除景点成功。

比如删除编号为0和2的两景点间的路径，则打印出来的矩阵在第0行第2列和第2行第0列的值应为0。

删除路径前的矩阵：（见图2）

删除路径后的矩阵：

图9: 删除路径后的矩阵

比如增加一个景点，其信息为：

表4：景点信息3

对应的矩阵中应增加一行一列，第10行和第10列上所有元素都应为0，输出的图信息中最后应增加上述的信息。

增加景点前的图信息：（见图1）

增加景点前的矩阵：（见图2）

增加景点后的图信息和矩阵：

图10: 增加景点后的图信息和矩阵

比如在景点0和4之间加一条长度为10的路径，则在第0行第4列与第4行第0列元素应为10。

增加路径前的矩阵：（见图2）

增加路径后的矩阵：

图11: 增加路径后的矩阵

与预期结果一致，增加路径成功。

比如要更新一个景点和一条路径的信息，将景点信息：

表5：景点信息4

改为：

表6：景点信息5

更改顶点编号为0和3路径长度，路径由30改为15。

更改后的图中编号为1的信息应变为表五；

矩阵中第0行第3列和第3行第0列元素应由30变为15. 更改景点前的图信息：（见图1）

更改路径前的矩阵：（见图2）

更新后的图信息和矩阵：

图12：更新后的图信息和矩阵

6、查找两顶点间的所有路径

比如查找1,3两点间的所有路径，所有路径为：

图13：两顶点间的所有路径

七测试成果

操作主界面

图14:操作主页面查看建工景点平面图（见图1）

打印无向图邻接矩阵（见图2）

查询两顶点间的最短路径（见图3）

按编号查询景点信息（见图4）

查询两顶点间的所有路径（见图14）

更改图信息：（见图5）

退出系统

图15:退出系统

附录1 组内成员分工情况说明

黄煜负责代码的核心算法的描写

范文浩负责问题的分析与代码的纠错源代码由两人共同思考完成

附录2程序实现代码

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

#define max_ver_num 20

#define OK 1

#define FALSE 0

#define Error -1

#define A 1000

#define TRUE 1

typedef struct arcnode//设置边的权值信息

{

int adj;//路径权值

}arcnode,adjarcs[max_ver_num][max_ver_num]; typedef struct verdata//设置景点信息

{

int position;

char name[60];

char introduction[1000];

}verdata;

typedef struct mgraph

{

verdata vexs[max_ver_num];

adjarcs arcs;

int vernum,arcnum;

}mgraph;

//全局变量

int visited[20];

int d[35];

mgraph g;

int initgraph(mgraph& G)//校园导游图的初始化

{

int i,j;

G.vernum=10;

G.arcnum=20;

//初始化景点平面图

for(i=0;i

G.vexs[i].position=i;

strcpy(G.vexs[0].name,"土木教学楼");

strcpy(G.vexs[1].name,"逸夫楼");

strcpy(G.vexs[2].name,"行政楼");

strcpy(G.vexs[3].name,"图书馆");

strcpy(G.vexs[4].name,"教学楼A区");

strcpy(G.vexs[5].name,"教学楼B区");

strcpy(G.vexs[6].name,"教学楼C区");

strcpy(G.vexs[7].name,"南门");

strcpy(G.vexs[8].name,"实验楼");

strcpy(G.vexs[9].name,"文体中心");

strcpy(G.vexs[0].introduction,"吉林建筑大学特色建筑，楼高5层"); strcpy(G.vexs[1].introduction,"新建楼,楼高5层,内含学术报告厅"); strcpy(G.vexs[2].introduction,"校领导日常工作之处，楼高5层"); strcpy(G.vexs[3].introduction,"楼高5层，藏书逾十万");

strcpy(G.vexs[4].introduction,"楼高5层，学生学习自习地点"); strcpy(G.vexs[5].introduction,"楼高5层，学生学习自习地点"); strcpy(G.vexs[6].introduction,"楼高5层，学生学习自习地点");

strcpy(G.vexs[7].introduction,"建工南门，旁边是财经学院");

strcpy(G.vexs[8].introduction,"做实验的地点，楼高5层，内有大量先进实验仪器"); strcpy(G.vexs[9].introduction,"学生体育锻炼地点");

//初始化边矩阵

for(i=0;i

for(j=0;j

G.arcs[i][j].adj=A;

G.arcs[0][1].adj=15;

G.arcs[0][2].adj=25;

G.arcs[0][3].adj=30;

G.arcs[1][4].adj=15;

G.arcs[1][7].adj=20;

G.arcs[1][9].adj=40;

G.arcs[2][5].adj=10;

G.arcs[2][8].adj=15;

G.arcs[3][6].adj=30;

G.arcs[3][8].adj=20;

G.arcs[4][7].adj=10;

G.arcs[4][9].adj=60;

G.arcs[5][8].adj=25;

G.arcs[6][8].adj=50;

G.arcs[7][9].adj=35;

G.arcs[4][5].adj=20;

G.arcs[5][6].adj=25;

G.arcs[5][7].adj=30;

G.arcs[6][7].adj=15;

G.arcs[6][9].adj=20;

G.arcs[7][8].adj=40;

G.arcs[8][9].adj=10;

G.arcs[2][9].adj=15;

G.arcs[3][9].adj=30;

G.arcs[3][4].adj=20;

G.arcs[4][8].adj=10;

G.arcs[4][5].adj=60;

G.arcs[5][9].adj=25;

G.arcs[1][8].adj=50;

G.arcs[1][7].adj=35;

for(j=0;j

for(i=0;i

G.arcs[i][j].adj=G.arcs[j][i].adj;

return 1;

}

int locatevex(mgraph c,int v)//景点的定位

{

int i;

for(i=0;i

if(v==c.vexs[i].position)

return i;

return -1;

}

void printmatrix(mgraph G)//打印图的邻接矩阵；{

int i,j;

cout<<"对应的矩阵为："<

for(i=0;i

{

for(j=0;j

if(G.arcs[i][j].adj

cout<

cout<

}

cout<

}

}

//求最短路径，弗洛伊德算法

void shortestpath_Floyd(mgraph *G)

{

int v,u,i,w,k,j,flag=1,p[10][10][10],D[10][10];//D路径

for(v=0;vvernum;v++)

for(w=0;wvernum;w++)

{

D[v][w]=G->arcs[v][w].adj;

for(u=0;uvernum;u++)

p[v][w][u]=0;

if(D[v][w]

{

p[v][w][v]=1;p[v][w][w]=1;

}

}

for(u=0;uvernum;u++)

for(v=0;vvernum;v++)

for(w=0;wvernum;w++)

if(D[v][u]+D[u][w]

D[v][w]=D[v][u]+D[u][w];

for(i=0;ivernum;i++)

p[v][w][i]=p[v][u][i]||p[u][w][i];

}

while(flag)

{

cout<<"请输入出发点编号:";

cin>>k;

cout<<"请输入目的地的编号:"<

cin>>j;

if(k<0||k>G->vernum||j<0||j>G->vernum)

{

cout<<"景点编号不存在!请重新输入出发点和目的地的编号:"; cout<<"请输入出发点编号:";

cin>>k;

cout<<"请输入目的地的编号:"<

cin>>j;

}

if(k>=0&&kvernum&&j>=0&&jvernum)

flag=0;

}

printf("%s",G->vexs[k].name);

for(u=0;uvernum;u++)

if(p[k][j][u]&&k!=u&&j!=u)

printf("-->%s",G->vexs[u].name);

printf("-->%s",G->vexs[j].name);

printf(" 总路线长%dm\n",D[k][j]);

}