数据结构课程设计-校园导航系统

安徽省巢湖学院计算机与信息工程学院

课程设计报告

课程名称《数据结构》

课题名称校园导航系统

专业计算机科学与技术

班级 10计本2班

学号10012097

姓名吴宗林

联系方式152********

指导教师江家宝

20 11 年 12 月 29 日

目录

1、数据结构课程设计任务书 (1)

1.1、题目 (1)

1.2、要求 (1)

2、详细设计 (1)

2.1、程序中所采用的数据结构及存储结构的说明 (1)

2.2、算法的设计思想 (2)

3、调试与测试： (2)

3.1、调试方法与步骤： (2)

3.2、测试结果的分析与讨论： (2)

4、时间复杂度的分析： (4)

5、源程序清单和执行结果 (5)

6、C程序设计总结 (9)

7、致谢 (10)

8、参考文献 (10)

1、数据结构课程设计任务书

1.1、题目

校园导航问题

1.2、要求

设计你的学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所的最佳路径（最短路径）。

1）设计校园平面图，在校园景点选10个左右景点。以图中顶点表示校园内各景点，存放景点名称、代号、简介等信息；以边表示路径，存放路径长度等有关信息。

2）为来访客人提供图中任意景点相关信息的查询。

3）为来访客人提供任意景点的问路查询，即查询任意两个景点之间的一条最短路径。

2、详细设计

模块功能说明：如函数功能、入口及出口参数说明，函数调用关系描述等；

2.1、程序中所采用的数据结构及存储结构的说明

（1）图。采用邻接矩阵存储，其中图所用到的结构体为：

typedef struct

{

SeqList vertices; //表示图中的顶点

int Edge[MaxVertices][MaxVertices]; //表示图中的边

int numOfEdge; //表示图中边的数目

}AdjMGraph;

（2）景点。用顺序表存储。所用到的结构体为：

typedef struct

{

char name[20]; //顶点名称

int code; //顶点代号

char introduction[50]; //顶点信息简介

}DataType;

（3）景点之间的连接描述，所用到的结构体为：

typedef struct

{

int row;

int col;

int weight;

}RowColWeight;

用图来存放所提供的所有景点，然后用线性表来存放每一个景点的信息，其中包括景点的名称，代号，信息简介，以及其它的一些信息。这样就将对景点的

操作，变成对图中各顶点的操作。

2.2、算法的设计思想

根据题目分析，对于信息查询与修改功能，设计如下：

1，输入景点名称

2，从线性表头扫描到表尾，

if(找到该景点) 输出景点结构体信息

else 输出提示信息找不到该顶点

实现查找最短路径，设计如下：

1，景点名称

2，根据输入的信息找到它们所在的线性表中的位置

3，调用Floyd算法找出最短路径

4，输出信息

3、调试与测试：

3.1调试过程中遇到的问题与解决方案：

关于最短路径的输出问题。在进行最短路径输出时，我刚开始时只能正序输出，具体的描述为：比如，我要查寻从东区到东湖的最短路径，那么它能正确输出结果，他的形式为：东区——>主楼——>西体育馆——>隧道——>北大门——>东湖。但是，当我逆向输出时，得到的结果却有点问题，经过分析调试后，找到了错误的所在。在找最短路径的时候我用的是Floyd算法，在这个算法中有三重循环，形式均为：for(k=0;k

另外，在做这个题时也还出现过一些其他的小问题，不过都比较容易解决，这里我就不再列出了……

3.2、测试结果的分析与讨论：

（测试要写出测试用例及每个用例结果的的截图）

4、时间复杂度的分析：

1，相关信息的查询。在这个操作中允许使用者输入一个景点名称，然后再根据景点名称来或取其相关的信息，这个操作要扫描线性表，其时间复杂度为o(n)，空间复杂度为o(n)；

2，最短路径查询。实现这个功能用到了Floyd算法，他用到了一个三重的for()循环，故其时间复杂度为o(n^3)，空间复杂度为o(1)；

5、源程序清单和执行结果

(清单中应有足够的注释)

school.cpp //程序源文件

AdjMGraph.h //图的相关操作头文件

AdjMGraphCreat.h //创建图的头文件

SeqList.h //线性表操作头文件

Floyd.h //Floyd算法头文件

Operation.h //自己所定义的一些操作的头文件

Inquiry.h //查询信息包含的头文件

// 详细school.cpp 程序源文件

#include

#include

#include

#define MaxSize 20 //线性表的最大数组空间

#define MaxVertices 20 //景点个数所允许的最大值

#define MaxWeight 1000 //无穷边权值

#include "Floyd.h"

#include "AdjMGraphCreat.h"

#include "Inquiry.h"

AdjMGraph G;

#include "Operation.h"

void main()

{

//初始景点信息

DataType a[]={{“学生第二食堂",10,"学生的主要就餐点"},{"男生宿舍",11,"一共有八栋"},{"操场",12,"最新的塑胶跑道和人工草坪"} ,{"物理楼",13,"拥有各种实

验器材"},{"博学楼",14,"学生上课集中地"},{"草地",15,"休闲娱乐的好地方

"},{"老教",16,"学校最早的教学楼"},{"女生宿舍",17,"一共七栋"},{"小门",18,"

可以通往半汤镇"},{"图书馆",19,"藏书50万册"}};

//邻接矩阵的表示

RowColWeightrcw[]={{0,1,20},{0,2,30},{0,3,35},{1,0,20},{1,3,20},{2,0,30},{2,3,15},{2 ,4,30},{3,0,35},{3,1,20},{3,2,15},{3,4,30},{4,2,30},{4,3,30},{4,5,10},{5,4,10},{5,6,35}

,{5,8,8},{6,5,35},{6,7,20},{6,8,25},{6,9,5},{7,6,20},{7,8,10},{8,5,8},{8,6,25},{8,7,10},{9,6,5};

int n=10,e=28; //景点数与边数

Creat(&G,a,rcw,n,e); //构造图

menu();

}

// 详细Floyd.h头文件

void Floyd(int cost[][MaxVertices],int n,int weight[][MaxVertices],int path[][MaxVertices]) {

//初始化

int i,j,k;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

weight[i][j]=cost[i][j];

path[i][j]=-1;

}

}

//n次递推

for(k=0;k

{

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

if(weight[i][j]>weight[i][k]+weight[k][j])

{

weight[i][j]=weight[i][k]+weight[k][j];

path[i][j]=k;

}

}

}

}

}

//详细Inquiry.h 头文件

void Information(AdjMGraph G, char scenery[])

{

int i;

for(i=0;i

{

if(strcmp(G.vertices.list[i].name,scenery)==0)

{

printf("您输入的景点的名称是：%s\n",G.vertices.list[i].name);

printf("您输入的景点的代码为：%d\n",G.vertices.list[i].code);

printf("您输入的景点的相关信息有：%s\n\n",G.vertices.list[i].introduction);

break;

}

}

if(i==G.vertices.size)

{

printf("您所查询的景点不在我们所提供的范围内！\n\n");

}

}

void Path(AdjMGraph G,char sceneryname[], char sceneryname1[])

{

int i,j,k,n,m,count=0;

n=G.vertices.size;

int weight[MaxVertices][MaxVertices],path[MaxVertices][MaxVertices];

int value[MaxVertices];

for(i=0;i

{

if(strcmp(G.vertices.list[i].name,sceneryname)==0)

{

j=i;

}

if(strcmp(G.vertices.list[i].name,sceneryname1)==0)

{

k=i;

}

}

Floyd(G.Edge,n,weight,path);

m=path[j][k];

printf("最短路径为：%d\n",weight[j][k]);

if(m==-1)

{

printf("从%s 点到%s 景点的最短路径为：\n",sceneryname,sceneryname1);

printf("%s ——>%s\n",sceneryname,sceneryname1);

}

else

{

while(m!=-1)

{

value[count]=m;

if(j

else j=m;

m=path[j][k];

count++;

}

printf("从%s 点到%s 景点的最短路径为：\n",sceneryname,sceneryname1);

printf("%s——>",sceneryname);

if(j

{

for(i=count-1;i>=0;i--)

{

printf("%s——>",G.vertices.list[value[i]].name);

}

printf("%s\n",sceneryname1);

}

else

{

for(i=0;i

{

printf("%s——>",G.vertices.list[value[i]].name);

}

printf("%s\n",sceneryname1);

}

}

}

//详细Operation.h头文件

void menu();

//查询景点信息的函数

void Information1()

{

char sceneryname[20];

printf("请输入您所想要查询的景点的名称：");

scanf("%s",sceneryname);

Information(G ,sceneryname);

menu();

}

//查询最短路径的函数

void Path1()

{

char sceneryname[20],sceneryname1[20];

printf("请输入你要查询的两景点的名称：");

scanf("%s%s",sceneryname,sceneryname1);

Path(G,sceneryname,sceneryname1);

menu();

printf("\n");

}

//菜单

void menu()

{

int n;

puts("\t\t****************菜单**********************\n");

puts("\t\t\t1,相关信息查询");

puts("\t\t\t2,最短路径查询");

puts("\t\t*******************************************\n");

printf("请选择您想进行的操作：");

scanf("%d",&n);

switch(n)

{

case 1:

{

Information1();

break;

}

case 2:

{

Path1();

break;

}

}

}

另外，还有AdjMGraphCreat.h ，AdjMGraph.h和SeqList.h 由于他们在书上已经出现过了，这里我就不再把他们的源程序清单打印出来了。

6、C程序设计总结

本程序在刚开始调试时有许多错误，但在我的努力及同学的帮助下都被

一一克服，现在在操作本程序时可根据提示进行相关操作，能正确输出结果。

在刚开始的几次调试中曾经出现过不能运行、不能产生十以内随机数字、不

能随机出现加减、不会正确输出结果、不能进行循环练习等等问题。经过我

的努力及同学的帮助，这些问题得到克服，并且使程序的功能也得到了一定

的完善。现在它能对出错的题目发出报警声，并且给出正确答案。最后还能

分别输出对错的题数及所得分数。

在这次设计过程中，不仅复习课本上所学知识，还通过查资料、问同学

学到了课本上没有的知识。从而启发我，要想写好程序，在写好课本知识的

同时还需要多读和专业有关的一些书籍，同时还需要多动脑子，尽量把所学的知识综合起来应用，力争写出完美的程序。除此之外，我还得到了一些有用的教训：写程序时必须要细心，不能输错一个字符标点，就连全角半角也得注意。在修改时要有耐心，编译出错后必须逐个错误去改正，绝不能心急浮躁，否则修改之后还会有新的错误。

7、致谢

能够完成这次课程设计必须感谢C++语言课程老师徐荣泉、袁洪军同学（他帮我修改了几处重要错误，同时启发我完善了该程序的功能）。

8、参考文献

1.《数据结构（C语言版）》清华大学出版社，严蔚敏吴伟民编著

2.《C++语言程序设计（第四版）》清华大学出版社，郑莉何江舟编著

3.http:\\https://www.360docs.net/doc/a41092840.html,