课 程 设 计 报 告

一、问题描述 (2)

二、课程设计目的 (2)

三、概要设计 (2)

四、问题实现的主要算法与分析 (3)

五、数据信息 (3)

六、源程序 (4)

七、运行结果 (8)

八、课程设计的小结 (9)

九、参考文献 (10)

一、问题描述

1.若要在扬州大学的七个校区（广陵校区、盐阜校区、瘦西湖校区、农学院校区、工学院校区、水利学院校区、医学院校区）之间架设校园网，如何以最低的经济代价架设这个校园网。

2.利用二种方法（Prim算法和克鲁斯卡尔（Kruskual）算法生成校园网的架设方案

3.分别对每种方法选定一组测试数据进行测试，验证程序的正确性。

二、课程设计目的

课程设计的目的是培养学生综合程序设计的能力，训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析、总体设计、详细设计和编程实现等软件开发全过程的综合实践能力。巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的学习作风。为今后学习其他计算机课程打下基础。

课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将书本上的理论知识和工作、生产实际有机地结合起来，从而锻炼学生分析问题、解决实际问题的能力，提高学生的编程序能力和创新意识。

三、概要设计

1.Prim算法：

ADT Graph{

数据对象V：V是具有相同特性的数据元素的集合，成为顶点集。

数据关系R：

R={VR}

VR={(v,w)|v,w∈V,(v,w)表示v和w之间存在路径}

基本操作P：

min(closedge,n);

初始条件：图G存在。

操作结果：求权值最小的弧尾顶点。

minspantree(u,n,closedge);

初始条件：图G存在。

操作结果：求图G的最小生成数。

}ADT Graph

2.Kruskal算法：

ADT MGraph{

数据对象V：V是具有相同特性的数据元素的集合，成为顶点集。

数据关系R：

R={VR}

VR={(v,w)|v,w∈V,(v,w)表示v和w之间存在路径}

基本操作P：

sort(edges,G)

初始条件：图G存在。

操作结果：求按权值大小从小到大排序。

MinSpantree(G);

初始条件：图G存在。

操作结果：求图G的最小生成数。

Find(parent,f);

初始条件：parent是已经存在的集合，v是某个子集成员。

操作结果：查找函数。返回父亲结点。

}ADT MGraph

四、问题实现的主要算法与分析

1.Prim算法

（1）typedef struct{int adj,low;}edge：定义结构体edge，包含成员adj（顶点），low （权）；

（2）int min(edge closedge[],int n)：求权值最小的弧尾顶点；

（3）void minspantree(int u,int n,edge closedge[])：用Prim算法求最小生成树；（4）main()：包括用文件打开方式调用数据创建一个图，并对其用Prim算法求最小生成树2.Kruskal算法

（1）typedef struct{int begin;

int end;

int weight;

}edge：定义结构体edge，包含成员begin（弧头），end（弧尾），weight（权值）；

typedef struct{int adj;

int weight;

}AdjMatrix[MAX][MAX]：定义结构AdjMatrix[MAX][MAX]，包含成员包含成员adj（顶点），weight（权值）；

typedef struct{AdjMatrix arc;

int vexnum,arcnum;

}MGraph：定义结构体MGraph，包含成员AdjMatrix arc（AdjMatrix 型的成员），vexnum（顶点数），arcnum（边数）；

（2）void sort(edge edges[],MGraph *G)：对权值进行从小到大的排序；

（3）void MinSpanTree(MGraph *G)：用Kruskal算法求最小生成树；

（4）int Find(int *parent,int f)：找尾；

（5）void main（）：包括用文件打开方式调用数据创建一个图，并对其用Kruskal算法求最小生成树。

五、数据信息

1:广陵校区 2:盐阜校区

3:瘦西湖校区 4:农学院校区

5:工学院校区 6:水利学院校区

7:医学院校区;

1 2 11

1 3 20

1 4 12

1 5 10

1 6 11

1 7 15

2 3 10

2 4 1

2 5 1

2 6 2

2 7 4

3 4 9

3 5 11

3 6 12

3 7 12

4 5 2

4 6 3

4 7 3

5 6 1

5 7 5

6 7 6

六、源程序

Prim算法：

/* Note:Your choice is C IDE */

#include"stdio.h"

#define Max 200

typedef struct

{int adj,low;}edge;

int G[20][20];

int min(edge closedge[],int n)

{int i,t,l;

t=100;

for(i=1;i<=n;i++)

if((closedge[i].low)&&(closedge[i].low

}

void minspantree(int u,int n,edge closedge[])

{int i,j,k;

for(i=1;i<=n;i++)

if(i!=u)

{ closedge[i].adj=u;

closedge[i].low=G[u][i];}

closedge[u].low=0;

for(i=1;i

{k=min(closedge,n);

printf("(%d,%d) %d\n",closedge[k].adj,k,closedge[k].low);

closedge[k].low=0;

for(j=1;j<=n;j++)

if(G[k][j]

{closedge[j].adj=k;closedge[j].low=G[k][j];}

}

}

main()

{edge closedge[20] ;

int i,n,m,j,w,q;int u;

FILE *fp;

printf("1:广陵校区2:盐阜校区\n3:瘦西湖校区4:农学院校区\n5:工学院校区6:水利学院校区\n7:医学院校区\n");

printf("please input vexnum and edgenum!\n");

scanf("%d,%d",&n,&m);

for(i=1;i<=n;i++)

for(j=1;j<=n;j++)

G[i][j]=100;

if((fp=fopen("H:\\shuju.txt","r"))==NULL)

{printf("can not open file\n");

exit(0);}

printf("please input i,j,w:\n");

for(q=1;q<=m;q++)

{fscanf(fp,"%d %d %d",&i,&j,&w);

G[i][j]=G[j][i]=w;

printf("%d %d %d\n",i,j,w);

}

fclose(fp);

printf("please input start point!\n");

scanf("%d",&u);

minspantree(u,n,closedge);

}

Kruskal算法：

/* Note:Your choice is C IDE */

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

#define M 20

#define MAX 20

typedef struct

{int begin;

int end;

int weight;

}edge;

typedef struct

{int adj;

int weight;

}AdjMatrix[MAX][MAX];

typedef struct

{AdjMatrix arc;

int vexnum,arcnum;

}MGraph;

void sort(edge edges[],MGraph *G)

{int i,j,temp;

for(i=1;iarcnum;i++)

for(j=i+1;j<=G->arcnum;j++)

{if(edges[i].weight>edges[j].weight) {temp=edges[i].begin;

edges[i].begin=edges[j].begin;

edges[j].begin=temp;

temp=edges[i].end;

edges[i].end=edges[j].end;

edges[j].end=temp;

temp=edges[i].weight;

edges[i].weight=edges[j].weight;

edges[j].weight=temp;

}

}

}

void MinSpanTree(MGraph *G)

{int i,j,n,m;

int k=1;

int parent[M];

edge edges[M];

for(i=1;ivexnum;i++)

for(j=i+1;j<=G->vexnum;j++)

if(G->arc[i][j].adj==1)

{edges[k].begin=i;

edges[k].end=j;

edges[k].weight=G->arc[i][j].weight;

k++;

}

sort(edges,G);

for(i=1;i<=G->arcnum;i++)

parent[i]=0;

printf("最小生成树为:\n");

for(i=1;i<=G->arcnum;i++)

{n=Find(parent,edges[i].begin);

m=Find(parent,edges[i].end);

if(n!=m)

{parent[n]=m;

k++;

printf("(%d,%d) %d\n",edges[i].begin,edges[i].end,edges[i].weight);

}

if(k==G->vexnum-1) break;

}

}

int Find(int*parent,int f)

{while(parent[f]>0)

f=parent[f];

return(f);

}

void main()

{int i,j,m,n;

MGraph *G;

FILE *fp;

G=(MGraph *)malloc(sizeof(MGraph));

printf("1:广陵校区2:盐阜校区\n3:瘦西湖校区4:农学院校区\n5:工学院校区6:水利学院校区\n7:医学院校区\n");

printf("please input vexnum and edgenum!\n");

scanf("%d,%d",&G->vexnum,&G->arcnum);

for(i=1;i<=G->vexnum;i++)

for(j=1;j<=G->vexnum;j++)

G->arc[i][j].adj=G->arc[j][i].adj=0;

if((fp=fopen("H:\\shuju.txt","r"))==NULL)

{printf("can not open file\n");

exit(0);}

printf("please input n,m,weight:\n");

for(i=1;i<=G->arcnum;i++)

{fscanf(fp,"%d %d",&n,&m);

G->arc[n][m].adj=G->arc[m][n].adj=1;

fscanf(fp," %d",&G->arc[n][m].weight);

printf("%d %d %d\n",n,m,G->arc[n][m].weight);

}

fclose(fp);

MinSpanTree(G);

}

七、运行结果

1.Prim算法：

2.Kruskal算法：

八、课程设计的小结

这一个多星期一直在做程序设计，今天终于完成了，心里别提有多兴奋。看着这一个多星期自己的劳动成果，这一个多星期发生的种种历历在目。

两个星期前的现在，当听到老师布置给我们的这个题目时，我们都蒙了，这么难的题目我们怎么会啊，我们都表示不满，抗议，可是一切都是徒劳，我们只能尽我们自己最大的努力把程序给写出来，虽然知道这一路肯定是异常的艰苦，但豁出去了。

这一个多星期以来，我一直坐在电脑旁，虽然很冷，但我还是不停地查找翻阅资料，一边又一遍的运行、查找、修改程序，不停的请教同学和老师。当程序做出来了之后，想想那点累那点苦又算得了什么呢。

当现在敲打这些字的时候，满足感油然而生，如果有人问我物质和精神哪个更让人满足，那答案一定是精神，那种感觉只有自己体会了才能懂。

这可不是大话，原来一直认为这样一个程序我们是不能完成的，可是现在我会很自信的说：没有什么可以难倒我们。程序设计提升了我们的自信心，真的是受益匪浅啊。

另外，我还要感谢我们的数据结构老师，要是没有他的帮助，我是不能做的成功的。

通过这次实践我明白：人是在与他人交往中认识世界，在交流中不断调整和修正自己的错误，从而使之更全面，更透彻。这套运算器的程序都由我们自己互相帮助，经过无数次的修改而成，老师只是辅导。我们知道老师不再是全知全能的权威，不再是知识的来源，他们只是学生的协作和促进者，只有我们才是学习的主人。

九、参考文献

1.教科书

2.老师给的课件

3.数据结构实验与实训教程（第三版）（邓文华主编）