教学计划编制问题课程设计报告.doc

1、中北大学数据结构与算法课程设计说 明 书学 院 、 系 ： 软件学院专 业 ： 软件工程学 生 姓 名： 学 号：设 计 题 目 ： 教学计划编制问题起 迄 日 期 : 2013 年 12 月 9 日-2013 年 12 月 20 日指 导 教 师 :2013 年 12 月 20 日11 需求分析1. 在大学的某个专业中选取几个课程作为顶点,通过各门课的先修关系来构建个图,该图用邻接表来存储,邻接表的头结点存储每门课的信息.2. 本程序的目的是为用户编排课程,根据用户输入的信息来编排出每学期要学的课程. 3.测试数据：学期总数：6；学分上限：9；本专业共开设 12 门课，课程号从 C00 到

2、C11，学分顺序为2,3,4,3,2,3,4,4,7,5,2,3。2 概要设计1.抽象数据类型图的定义如下：ADT Graph数据对象 V:V 是具有相同特性的数据元素的集合,称为顶点集.数据关系 R:R=VRVR=(v,w)|v,wV,(v,w)表示 v 和 w 之间存在直接先修关系基本操作 P:void CreatGraph(ALGraph *);void FindInDegree(ALGraph , int * );int TopologicalOrder(ALGraph G,AdjList R,struct Name name)int LocateVex(ALGraph G, Vert

3、exType u)/* 查找图中某个顶点位置 */ ADT Graph2.栈的定义如下：ADT Stack数据对象:D=ai|aiElemSet,i=1,2,n,n=0数据关系:R1=ai-1 ai|ai-1,aiD,i=2,n基本操作：void InitStack (SqStack *S);int StackEmpty(SqStack S);void Push(SqStack *S, int );int Pop(SqStack *S, int *e);2ADT Stack3.本程序有两个模块，调用关系简单：主程序模块 拓扑排序模块3 系统完成功能及功能框图end采用第二种策略：使课程尽可能地

4、集中在前几个学期中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创建图 CreateGraph（）：结合先修关系的 AOV网，采用邻接链表存储菜单 OUTPUT()：显示代号所对应课程及课程的先修课程前插法main拓扑排序 TopoSort(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图 3.1 系统功能框图3图 3.2 邻接表0 C11 C22 C33 C44 C55 C66 C7 7 C8 8 C99 C1010 C1111 C12 1 5 11 11 1067 6 4 72 11 34 9 4Y YNY NY图 3.3

5、 拓扑排序流程图对每个顶点求入度，并存入数组 InDegreei中（i=0n）初始化栈 Stack,Counter=0Return OKReturn ERROR依次将入度为 0 的顶点存入栈中对以 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5图 3.4 课程先修关系图4 详细设计1. 图的邻接表的存储表示，即结构体的定义：typedef struct ArcNodeint AdjOfV; / 该弧

6、所指向的顶点的位置struct ArcNode *next; /指向下一条弧的指针ArcNode;typedef char VertexTypeMAXOfNAME; typedef struct /链接表VertexType data; /顶点信息int grades; /存储学分信息ArcNode *first; /指向第一条依附该顶点的弧的指针VNode, AdjListMAX_VER; / 头结点typedef structC1C4 C5C7C2C3C8C9C12C10C11C66AdjList ver; /vertices 存储课程名int vexnum, arcnum; / 图的当前

7、顶点数和弧数ALGraph;2. 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;hAdjOfV = j;p-next = G.veri.first; / 插在表头G.veri.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 %sn“,G.veri.data,G.verp-AdjOfV.data);7p = p-next; 4. 通过栈实现拓扑排序：int TopologicalOrder(A

8、LGraph G,AdjList R,struct Name name) int i, k, j = 0, count, indegreeMAX_VER; SqStack S;ArcNode *p;FindInDegree(G, indegree); / 对各顶点求入度InitStack(S); / 初始化栈for (i = 0;i next)/ 对 i 号顶点的每个邻接点的入度减 1 k = p-AdjOfV;if (!(-indegreek) / 若入度减为 0,则入栈Push(S, k);if (count = S.size)S.a = (int *) realloc ( S.a, (S

9、.size + StackforMore) * sizeof(int);if ( !S.a ) exit(-1);S.top =S.a +S.size;S.size +=StackforMore;*S.top+ = x;return 1;int Pop(SqStack x = *-S.top;return 1;int LocateVex(ALGraph G, VertexType u)/* 查找图中某个顶点位置 */ int i;for (i = 0;i AdjOfV = j;p-next = G.veri.first; / 插在表头G.veri.first = p;scanf(“%s“,va

10、); getchar(); return 1;void Display(ALGraph G) /* 输出图 G 的信息*/ int i;ArcNode *p;printf(“有向图n“);printf(“%d 个顶点“, G.vexnum);for (i = 0;i %sn“,G.veri.data,G.verp-AdjOfV.data);p = p-next;13void FindInDegree(ALGraph G, int indegree) /*求顶点的入度*/ int i;ArcNode *p;for (i = 0;i AdjOfV+;p = p-next;struct Name c

11、har c20;name;void CmpOfStr(VertexType str,struct Name name,int n) /*让 C1C12 分别与 12 门课程对应起来*/ if(strcmp(str,name0.c)=0)printf(“ C 程序设计“);if(strcmp(str,name1.c)=0)printf(“ 模拟数字电路“); if(strcmp(str,name2.c)=0)printf(“ 数据结构“);if(strcmp(str,name3.c)=0)printf(“ C+面向对象 “);if(strcmp(str,name4.c)=0)printf(“ 大

12、学英语 “);if(strcmp(str,name5.c)=0)printf(“ 计算机组成原理“);if(strcmp(str,name6.c)=0)printf(“ 传感器原理“);if(strcmp(str,name7.c)=0)printf(“ 软件工程导论“);if(strcmp(str,name8.c)=0)printf(“ 高等数学“);if(strcmp(str,name9.c)=0)printf(“ 线性代数“);if(strcmp(str,name10.c)=0)printf(“ 大学物理基础“);14if(strcmp(str,name11.c)=0)printf(“ 电

13、工技术“);4 界面设计5 源代码#include#include#include#include#define N 12#define MAXOfNAME 3 /最多字符个数#define MAX_VER 100 /最大顶点数#define StackofNUM 20 /存储空间初始分配量#define StackforMore 5 / 存储空间分配增量int TotalOfTerms ; /学期总数int MaxScores;typedef struct SqStackint *a;int *top;int size; /分配的存储空间SqStack;typedef struct ArcN

14、odeint AdjOfV; / 该弧所指向的顶点的位置struct ArcNode *next; /指向下一条弧的指针ArcNode;typedef char VertexTypeMAXOfNAME;typedef struct /链接表VertexType data; /顶点信息15int grades; /存储学分信息ArcNode *first; /指向第一条依附该顶点的弧的指针VNode, AdjListMAX_VER; / 头结点typedef structAdjList ver; /vertices 存储课程名int vexnum, arcnum; / 图的当前顶点数和弧数ALG

15、raph; /学分上限int InitStack(SqStack S) /*栈的初始化*/S.a= (int *)malloc(StackofNUM * sizeof(int);if (!S.a)exit(-1);S.top =S.a;S.size =StackofNUM;return 1;int StackEmpty(SqStack S) /*判断栈是否为空*/if (S.top = S.a)return 1;else return 0;int Push(SqStack S, int x)/*入栈*/if (S.top - S.a = S.size)S.a = (int *) realloc

16、 ( S.a, (S.size + StackforMore) * sizeof(int);if ( !S.a ) exit(-1);S.top =S.a +S.size;S.size +=StackforMore;16*S.top+ = x;return 1;int Pop(SqStack S, int x) /*出栈*/if (S.top = S.a)return 0;x = *-S.top;return 1;int LocateVex(ALGraph G, VertexType u)/* 查找图中某个顶点位置 */int i;for (i = 0;i AdjOfV = j;p-next

17、= G.veri.first; / 插在表头G.veri.first = p;scanf(“%s“,va); getchar();return 1;18void Display(ALGraph G) /* 输出图 G 的信息*/int i;ArcNode *p;printf(“有向图n“);printf(“%d 个顶点“, G.vexnum);for (i = 0;i %sn“,G.veri.data,G.verp-AdjOfV.data);p = p-next;void FindInDegree(ALGraph G, int indegree) /*求顶点的入度*/int i;ArcNode

18、 *p;for (i = 0;i AdjOfV+;p = p-next;19struct Namechar c20;name;void CmpOfStr(VertexType str,struct Name name,int n) /*让 C1C12 分别与12 门课程对应起来*/if(strcmp(str,name0.c)=0)printf(“ c 程序设计“);if(strcmp(str,name1.c)=0)printf(“ 模拟数字电路“);if(strcmp(str,name2.c)=0)printf(“ 数据结构“);if(strcmp(str,name3.c)=0)printf(

19、“ C+面向对象 “);if(strcmp(str,name4.c)=0)printf(“ 大学英语 “);if(strcmp(str,name5.c)=0)printf(“ 计算机组成原理“);if(strcmp(str,name6.c)=0)printf(“ 传感器原理“);if(strcmp(str,name7.c)=0)printf(“ 软件工程导论 “);if(strcmp(str,name8.c)=0)printf(“ 高等数学“);if(strcmp(str,name9.c)=0)printf(“ 线性代数“);if(strcmp(str,name10.c)=0)printf(“

20、 大学物理基础“);if(strcmp(str,name11.c)=0)printf(“ 电工技术“);int TopologicalOrder(ALGraph G,AdjList R,struct Name name)int i, k, j = 0, count, indegreeMAX_VER;char q=1,Z=0;SqStack S;ArcNode *p;FindInDegree(G, indegree); / 对各顶点求入度InitStack(S); / 初始化栈for (i = 0;i next)/ 对 i 号顶点的每个邻接点的入度减 1k = p-AdjOfV;if (!(-i

21、ndegreek) / 若入度减为 0,则入栈Push(S, k);if (count G.vexnum)printf(“此有向图有回路无法完成拓扑排序“);return 0;else printf( “ 为一个拓扑序列“);printf(“n“);while (q = TotalOfTerms)int C = RZ.grades ;printf(“n 第%d 个学期应学课程:“,q);while (C = MaxScores)21C = C + RZ+1.grades;if (Z G.vexnum)CmpOfStr(RZ.data,name,N);/*让 C1C12 分别与 12 门课程对应

22、起来*/+Z;printf(“n“);if (q = TotalOfTerms)printf( “nOK Over!“);q+;return 1;/*/int main()ALGraph G;AdjList R;struct Name nameN=“C1“,“C2“,“C3“,“C4“,“C5“,“C6“,“C7“,“C8“,“C9“,“C10“,“C11“,“C12“;printf(“ *教学计划编制问题*n“ );printf（“ *製作人 张启尧 董茁华 *n“）;printf( “请输入学期总数:“);scanf(“%d“,getchar();printf(“请输入学期的学分上限:“);scanf(“%d“,getchar();22CreateGraph(G);Display(G);TopologicalOrder(G,R,name);return 0;8 心得体会