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1、德州学院 计算机系 2011网络工程 数据结构课程设计目 录1 实验目的12 问题描述13 需求分析14 概要设计24.1设计思想24.2设计流程图24.3 数据库设计34.4函数及功能要求34.5模块调用关系45详细设计45.1制定课程计划伪码46 测试分析87 使用说明118 总结129 参考文献1310 附录14教学计划安排检验（德州学院计算机系，山东德州 253023）1 实验目的本次数据结构课程设计的主要目的是检验和巩固专业知识，提高综合素质和能力。并在实际操作中掌握：1邻接表的存储结构。2栈的基本操作。3拓扑排序的思想。通过实习，可以将我们课堂上掌握的理论知识与处理数据的业务相结合
2、，以检验我们掌握知识的宽度、深度及对知识的综合运用能力。2 问题描述针对学院的计算机系本科课程，根据课程之间的依赖关系，制定课程安排计划，并满足各学期课程数大致相同。按照用户输入的课程数，学期数，课程间的先后关系数目以及课程间两两间的先后关系，程序执行后会给出每学期应学的课程。3 需求分析该程序的工作是制定课程安排计划，并满足各学期课程数大致相同。此程序规定：1、输入的形式和输入值的范围：输入间用空格隔开。要求用户输入的课程数小于20，学期数小于或是等于8，课程名的长度小于等于10个字符。2、程序所能达到的功能：按照用户的输入，给出每学期应学的课程。3、测试数据：输入：学期数：，课程数：12，
3、课程间的先后关系数：16，课程的代表值：v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v10,v11,v12。课程间两两间的先后关系：v1 v2,v1 v3, v1 v4,v1 v12,v2 v3,v3 v5,v3 v7,v3 v8,v4 v5, v5 v7,v6 v8,v9 v10, v9 v11 , v9 v12,v10 v12,v11v6输出：第1学期应学的课程：v1 v9 第2学期应学的课程：v2 v4 v10 v11 第3学期应学的课程：v3 v6 v12 第4学期应学的课程：v5 v8 第5学期应学的课程：v74 概要设计4.1设计思想总体思想是利用拓扑排序的思想和堆栈思想
4、编写相应函数。首先根据课程的先后关系画出AOV网，网中的结点代表课程，有向边表示各学科之间的次序关系。可以采用邻接表作AOV网的存储结构，且在头结点中增加一个存放顶点入度的数组。为了避免重复检测入度为零的顶点，可另设一栈暂存所有入度为零的顶点。然后根据拓扑排序依次输出应学的课程。4.2设计流程图开始输入学期数，课程数，课程代表值，课程相互关系数，课程两两先后关系学期数=8课程数=20拓扑排序输出相应课程结束不符图1 流程图4.3 数据库设计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。数据系统用到的抽象数据类型定义：1关系R：R=VRVR=|v,wV且P(v,w)
5、,表示从v到w的弧， 谓词P(v,w)定义了弧的意义和信息 基本操作：（1）Status CreateDG(ALGraph&G)；（2）void FindInDegree(ALGraph G)；（3）Status TopologicalSort(ALGraph G)；ADT Graph2. ADT Stack数据对象：D=ai|aiElemSet，i=1,2,n, n0数据关系：R1=|ai-1，aiD,i=2,，n 约定an端为栈顶，a1端为栈底。基本操作：（1）Status InitStack(SqStack&S)；（2）Status Push(SqStack&S,SElemType e)
6、；（3）Status Pop(SqStack&S,SElemType&e)；（4）Status StackEmpty(SqStack S)；ADT Stack4.4函数及功能要求（1）Status InitStack(SqStack&S)：构造一个空栈。（2）Status Push(SqStack&S,SElemType e)：插入元素e为新的栈顶元素。（3）Status Pop(SqStack&S,SElemType&e)：若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR。（4）Status StackEmpty(SqStack S)：判断栈是否为空,为空返回TRU
7、E,否则返回FALSE。（5）Status CreateDG(ALGraph&G)：建立邻接表。（6）void FindInDegree(ALGraph G)：求图的入度。（7）void print(int n,ALGraph G)：排序输出顶点数据。（8）Status TopologicalSort(ALGraph G)：拓扑排序，有向图G采用邻接表存储结构。4.5模块调用关系各程序模块之间的调用关系（子程序编号见上）：主函数可调用子程序5，8。子程序8可调用子程序1，2，3，4，6，7。5详细设计5.1制定课程计划伪码制定课程计划算法的伪码描述如下：Status CreateDG(ALGr
8、aph&G)/建立邻接表提示请输入学期数目（学期数目必须小于等于8）：;scanf(%d,&学期数目);if(学期数目8)提示请重新输入学期数目（学期数目必须小于等于8）：;scanf(%d,&学期数目); 提示请输入课程数目(课程数必须小于20)：;scanf(%d,&课程数目);if(课程数目=20)提示请重新输入课程数目(课程数必须小于20)：;scanf(%d,&课程数目);图G的顶点数=课程数目;提示请输入课程间的先后关系数：;scanf(%d,&图G的顶点数);提示请输入课程的代表值(课程名的长度小于等于10个字符):;for(i=0;i图G的顶点数;i+) scanf(%s,&图
9、G的第i个顶点的数据);图G的第i个顶点指向的第一条弧 = NULL;/输入顶点信息提示请输入课程间两两间的先后关系：;for(i=0;iadjvex）=w-1;p所指向的下一条弧（p-nextarc）=G.verticesv-1.firstarc;/顶点v的链表G.verticesv-1.firstarc=p;/添加到最左边return OK;voidFindInDegree(ALGraph G)/求图各顶点的入度ArcNode* p;for(int i=0;i图G的顶点数;i+)p=G.verticesi.firstarc;while(p不为空) for(int j=0;jadjvex）=
10、j)第j个顶点的入度+1;p=p-nextarc;void print(int n,ALGraph G)/对刚出s1栈的数据进行排序然后输出 for(i=0;ni!=-1;i+)for(j=i+1;nj!=-1;j+)if(ninj)ni与nj交换;for(i=0;ni!=-1;i+)输出“G.verticesni.data”;Status TopologicalSort(ALGraph G) /拓扑排序 /有向图G采用邻接表存储结构SqStack S1,S2;ArcNode* p;inti,count,k,m,n20;FindInDegree(G);InitStack(S1);InitSta
11、ck(S2);for(i=0;i=0;-i)if(第i个顶点的入度为0)把入度为0的压入栈S1count=0; /对输出顶点计数while(S1不为空栈)输出(第%d学期应学的课程:,count+1);m=0;while(S1不为空栈)将S1的栈顶元素删除，并将其值返回给I;nm=i;把i号顶点压入栈S2m+;调用排序及输出函数将数组n全部赋值为-1count+; /计数while(S2不为空)将S1的栈顶元素删除，并将其值返回给I;for(p=G.verticesi.firstarc;p;p=p-nextarc)k=p-adjvex; /对i号顶点的每个邻接点的入度减1if(!(-indeg
12、reek) /若入度减为0,则入栈将度为0的顶点入栈S1;if(countG.vexnum) /该有向图有回路return ERROR;else return OK;/TopologicalSort6 测试分析1运行程序打开界面如下图，并根据提示，输入学期数目：图2 测试1输入出错时显示如下：图3 测试22 输入正确继续根据提示输入课程数目：图4 测试33输入错误时的显示如下：图5 测试44输入正确则继续根据界面提示输入课程的代表值：图6 测试55根据界面提示输入课程间两两间的先后关系：图7 测试66 输入课程间两两间的先后关系后，则输出每学期应学的课程：图8 测试77 使用说明运行程序，出现
13、主页面，输入学期数目（学期数目必须小于等于8），输入完成后，按回车进行下一步；输入课程数目（课程数必须小于20），输入完成后，按回车进行下一步；输入课程间的先后关系，输入完成后，按回车进行下一步；输入课程的代表值（课程名的长度小于等于10个字符，课程名之间用空格隔开），输入完成后，按回车进行下一步；输入课程间两两间的先后关系（注意：只输入课程代表值的数字部分，两两关系间用逗号隔开，不同组的关系用空格隔开），输入完成后，按回车，主界面上将显示每学期的课程安排。至此，本程序运行结束。8 总结本程序充分应用了我们数据结构中所学的知识，完成了教学计划安排的检验。通过本次课程设计我们不仅仅掌握了邻接表的存储结构、栈的基本操作、拓扑排序的思想等知识。其实我们收获的不仅仅是技术，本次程序设计使我不仅深化理解了教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，并且在总体分析、总体结构设计、算法设计、课程设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到了综合训练，使我在编读程序时更容易。通过本次课程设计我们小组成员团结合作但又
