高校专用通信网络建设

1、淮 海 工 学 院 计算机工程学院课程设计报告设计名称： 数据结构课程设计 选题名称： 高校专用通信网络建设 姓 名： 陈韦迪 学 号： 2014122778 专业班级： 计算机科学与技术 计算机142 系 （院）： 计算机工程学院 设计时间： 2014.12.222015.1.4 设计地点： 计算机实验室、教室 成绩：指导教师评语： 签名： 年 月 日请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！1课程设计目的1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。 2、初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；3、

2、提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；4、训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，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工作作风。2课程设计任务与要求：任务根据教材数据结构-C语言描述（耿国华主编）和参考书数据结构题集（C语言版）（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解和综合运用。设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。学生自选课题。学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度

3、，有一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。学生自选课题需在18周前报课程设计指导教师批准方可生效。要求：1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。 2、设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。3、程序设计语言推荐使用C/C+，程序书写规范，源程序需加必要的注释;4、每位同学需提交可独立运行的程序；5、每位同学需独

4、立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）；6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。 3课程设计说明书一 需求分析 问题描述 中国移动公司正在积极推广3G通信应用，计划在江苏高校之间建立一个专用通信网络，请为其规划一个投资最省的通信线路架设方案。基本要求（1） 用无向网模拟该系统，顶点表示各高校，边表示线路建设成本（2） 高校数量不少于10个，覆盖苏南、苏中、苏北、南京等地的高校（3） 输出方案的结果直观、明确（4） 交互式改变某些线路的建设成本，可重新输出新方案二 概要设计3课程设计说明书二概要设计void menu(graph

5、 *g); /菜单 void Editgraph(graph *g); /编辑通信网络系统 int Creategraph(graph *g) /创建通信网络系统 int InsertVex(graph *g,string v) /添加高校 void ChangeVex(graph *g,string v) /修改高校名 int InsertArc(graph *g,string v,string w) /添加高校间的路线 int DeleteArc(graph *g,string v,string w) /删除高校间的路线 void ChangeWeight(graph *g,string

6、v,string w) /修改高校间的路线及其成本 int Destroygraph(graph *g) /销毁通信网络系统 int Display(graph *g) /输出通信网络系统 void save(graph *g) /保存通信网络系统基本操作：InitList(L)初始化L为空表DestoryList(L) 销毁LClearList(L) 将L置为空表ListLength(L) 若L为空表则返回0，否则返回表中元素个数Locate(L,e)若L中存在元素e则将当前指针指向e所在位置并返回真GetData(L,i) 返回L中第i个元素的值InsList(L,I,e) 在L中第i个位

7、置插入e，L的长度增加1DelList(L,I,&e) 删除L的第i个元素，并用e返回其值，L长度减少1数据定义： typedef struct ArcNode int adj;/权值 ArcNode; typedef struct string vexsMAX_VERTEX_NUM;/顶点 ArcNode arcsMAX_VERTEX_NUMMAX_VERTEX_NUM;/邻接矩阵 int vexnum,arcnum;/顶点数和边数 graph;/图的类型 typedef struct string adjvex; int lowcost; minside;/求最小生成树时的辅助数组的类 三

8、 详细设计创建通信系统 int Creategraph(graph *g) int i,j,k,w; string va,vb; 读取文件通信网络.txt if(未找到文件) coutopen error!(*g).vexsi; 初始化邻接矩阵 for(j=0;j(*g).vexnum;+j) (*g).arcsij.adj=INFINITY; /网 for(k=0;kvavbw; i=LocateVex(g,va); j=LocateVex(g,vb); 无向网 infile.close(); return 1; 添加高校 int InsertVex(graph *g,string v) /

9、在图g中增添新顶点v if(顶点数为0) cout未建立通信网络系统!n; system(暂停); Editgraph(g); coutv; int n=LocateVex(g,v); if(高校名重复) cout该高校已存在!n; system(暂停); Editgraph(g); int i; 构造新顶点向量 for(i=0;i=(*g).vexnum;i+) 初始化该行邻接矩阵的值 初始化该列邻接矩阵的值 图g的顶点数加1 return 1; 删除学校 int DeleteVex(graph *g,string v) / 删除g中顶点v及其相关的弧 if(顶点数为0) cout未建立通信

10、网络系统!n; system(暂停); Editgraph(g); int k=LocateVex(g,v); if(k0) cout不存在该学校!n; system(暂停); Editgraph(g); int i,j; int m=0; if（ v不是图g的顶点） return 0; m=无限; for(j=0;j(*g).vexnum;j+) if(有入弧或边) 修改弧数 for(序号k后面的顶点向量依次前移) (*g).vexsj-1=(*g).vexsj; for(i=0;i(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j(*g).vexnum;j+) 移动待删除顶点之后的矩阵

11、元素 for(i=0;i(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j(*g).vexnum;j+) 移动待删除顶点之下的矩阵元素 更新图的顶点数 return 1; 修改高校名 void ChangeVex(graph *g,string v)/修改高校名 coutv; int n=LocateVex(g,v); if(n0) cout不存在该学校!n; system(暂停); Editgraph(g); string s; couts; g-vexsn=s; 添加路线 int InsertArc(graph *g,string v,string w) /在g中增添弧,若g是无向的,

12、则还增添对称弧 if(顶点数为0) cout未建立通信网络系统!n; system(暂停); Editgraph(g); coutvw; int v1,w1; v1=LocateVex(g,v); /尾 w1=LocateVex(g,w); /头 if(v10|w10|v1=w1) cout高校名输入错误!n; system(暂停); Editgraph(g); else if(路线两头高校名重复) cout该线路已存在!n; system(暂停); Editgraph(g); 弧或边数加1 cout(*g).arcsv1w1.adj; bool bRet = cin.good(); if(!

13、bRet) cout输入的成本不是整型的!n; system(暂停); exit(0); (*g).arcsw1v1.adj=(*g).arcsv1w1.adj; return 1; 删除线路 int DeleteArc(graph *g,string v,string w) /在g中删除弧,若g是无向的,则还删除对称弧 if(顶点数为0) cout未建立通信网络系统!n; system(暂停); Editgraph(g); coutvw; int n=LocateVex(g,v); int m=LocateVex(g,w); if(m0|n0|m=n) cout学校名输入错误!n; syst

14、em(暂停); Editgraph(g); else if(花费无限) coutarcsnm.adj=INFINITY; (*g).arcsmn.adj=(*g).arcsnm.adj; (*g).arcnum-; return 1; 四 程序设计与调试分析1.因为前期需求分析的准备工作不充分，程序运行功能不全，程序中运用到大多的插入与删除，比如查找时关于线路的信息不能全部显示出来，并且添加删除时线路的变化不能直接显示出来。程序的健壮性不能达到预期的结果，这些都是需要改进的。 2. 在编写程序过程中，因为函数调用不准确，使得循环进不去，在程序中的函数调用是个非常重要的部分，也是经常需要用到的，

15、为了达到了预期结果，后来改变函数的调用关系，。五 用户手册【使用说明】 1.使用高校专用通信网络系统 2.选择1.构造通信网络系统，则显示出10个高校45条线路的通信系统矩阵。 3.创建成功，选择2.编辑通信网络系统，显示出功能18。 4.销毁系统，选择1.销毁通信网络系统。 5.添加高校，选择2.添加一个高校，并输入要添加的高校名。 6.删除高校，选择3.删除一个高校，并输入要删除的高校名。若输入的高校名不存在，则显示 不存在该学校。 7.修改高校名，选择4.修改高校名，并输入要修改的高校名。若输入的高校名不存在，则显示不存在该学校。 8.添加高校间的线路，选择5.添加一条高线间的线路，输入

16、要添加线路两端的高校名。若输入的高校名错误在则显示学校名输入错误。 9.删除高线间的线路，选择6.删除一条高校间的线路，并输入要删除线路两端的高校名。若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。 10.修改线路的成本，选择7.修改线路的成本，并输入要删除线路连段的高校名。若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。 11.推出编辑通信网络系统，选择8.退出。回到高校专用通信网络建设系统。 12.生成最佳方案，选择3.生成最佳方案。并输入起始学校和要保存的文件名。 13.输出通信网络系统，选择4.输出通信网络系统。 14.保存通信网络系统，选择5.保存通信网络系统。并输入要保存的文件名。 15. 退

17、出，选择6.退出系统。六 测试成果1.通信网络系统2.添加一个高校3.删除一个高校4.修改高校名5.添加一条高校间的线路6.删除高校间的线路7.修改高校间的成本8.生成最佳路线9.输出通信网络系统10.保存通信网络系统七 附录（源程序清单）#include stdafx.h#include #include #include #include #include #define MAX_VERTEX_NUM 30#define INFINITY 32768using namespace std;typedef struct ArcNodeint adj;/权值ArcNode;typedef st

18、ruct string vexsMAX_VERTEX_NUM;/顶点ArcNode arcsMAX_VERTEX_NUMMAX_VERTEX_NUM;/邻接矩阵int vexnum,arcnum;/顶点数和边数graph;/图的类型void menu(graph *g);void Editgraph(graph *g);int LocateVex(graph *g,string v)/求顶点位置函数,若v存在,输出j;若不存在,输出0int j=-1,k;for(k=0;kvexnum;k+)if(g-vexsk=v)/判断是否存在顶点vj=k;break;return j;int Creat

19、egraph(graph *g)/采用邻接矩阵法,构造有向网g int i,j,k,w; string va,vb; ifstream infile(通信网络.txt,ios:in);/从文件中读入数据 if(!infile) coutopen error!g-vexnum;/从文件读入顶点数 infileg-arcnum;/从文件读入边数 for(i=0;ivexnum;+i) /顶点向量 infile(*g).vexsi; for(i=0;i(*g).vexnum;+i) /初始化邻接矩阵 for(j=0;j(*g).vexnum;+j)(*g).arcsij.adj=INFINITY;

20、/网 for(k=0;kvavbw; i=LocateVex(g,va); j=LocateVex(g,vb); (*g).arcsij.adj=(*g).arcsji.adj=w; /无向网 infile.close(); return 1;int InsertVex(graph *g,string v) /在图g中增添新顶点vif(g-vexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);Editgraph(g);coutv;int n=LocateVex(g,v);if(n=0&v=g-vexsn)cout该高校已存在!n;system(pause);Editgr

21、aph(g); int i; (*g).vexs(*g).vexnum=v; /构造新顶点向量 for(i=0;ivexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);Editgraph(g);int k=LocateVex(g,v);if(k0)cout不存在该学校!n;system(pause);Editgraph(g);int i,j; int m=0; if(k0) /v不是图g的顶点 return 0; m=INFINITY; for(j=0;j(*g).vexnum;j+) if(*g).arcsjk.adj!=m) /有入弧或边 (*g).arcnum-;

22、 /修改弧数 for(j=k+1;j(*g).vexnum;j+) /序号k后面的顶点向量依次前移(*g).vexsj-1=(*g).vexsj; for(i=0;i(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j(*g).vexnum;j+) (*g).arcsij-1=(*g).arcsij; /移动待删除顶点之后的矩阵元素 for(i=0;i(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j(*g).vexnum;j+)(*g).arcsj-1i=(*g).arcsji; /移动待删除顶点之下的矩阵元素 (*g).vexnum-; /更新图的顶点数 return 1;void

23、ChangeVex(graph *g,string v)/修改高校名coutv;int n=LocateVex(g,v);if(n0)cout不存在该学校!n;system(pause);Editgraph(g);string s;couts;g-vexsn=s;int InsertArc(graph *g,string v,string w)/在g中增添弧,若g是无向的,则还增添对称弧if(g-vexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);Editgraph(g);coutvw;int v1,w1; v1=LocateVex(g,v); /尾 w1=Locat

24、eVex(g,w); /头 if(v10|w10|v1=w1)coutarcsv1w1.adj!=INFINITY)cout该线路已存在!n;system(pause);Editgraph(g); (*g).arcnum+; /弧或边数加1 cout(*g).arcsv1w1.adj;bool bRet = cin.good(); if(!bRet)cout输入的成本不是整型的!n;system(pause);exit(0); (*g).arcsw1v1.adj=(*g).arcsv1w1.adj;return 1;int DeleteArc(graph *g,string v,string

25、w) /在g中删除弧,若g是无向的,则还删除对称弧 if(g-vexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);Editgraph(g);coutvw;int n=LocateVex(g,v);int m=LocateVex(g,w);if(m0|n0|m=n)coutarcsnm.adj=INFINITY)coutarcsnm.adj=INFINITY;(*g).arcsmn.adj=(*g).arcsnm.adj;(*g).arcnum-; return 1;void ChangeWeight(graph *g,string v,string w)coutvw;

26、int m=LocateVex(g,v);int n=LocateVex(g,w);if(m0|n0)coutarcsnm.adj=INFINITY)cout不存在该线路!n; system(pause);Editgraph(g);char s;couts;fflush(stdin);bool bRet = cin.good(); if(!bRet)coutarcsmn.adj=g-arcsnm.adj=s;int Destroygraph(graph *g) /销毁图g if(g-vexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);Editgraph(g);int

27、i; for(i=0;ivexsi);(*g).vexnum=0; (*g).arcnum=0;return 1;int Display(graph *g)/以矩阵方式输出图if(g-vexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);menu(g);int i,j;coutvexnum个高校arcnum条线路的通信系统如下面的矩阵:nn;cout ;for(i=0;ivexnum;i+)coutsetw(2) vexsi ;coutendl;for(i=0;ivexnum;i+)coutvexsi ;for(j=0;jvexnum;j+)if(g-arcsij.ad

28、j=INFINITY)coutsetw(5) ;elsecoutsetw(5)arcsij.adj ;coutendl;return 1;/普里姆算法typedef struct string adjvex;int lowcost;minside;/求最小生成树时的辅助数组的类int minimum(graph *G,minside closedgeMAX_VERTEX_NUM) /求closedgei.lowcost最小值，并返回iint i=0,j,k,min;while(closedgei.lowcost=0)/找到第一个值不为0的closedgei.lowcost的序号i+;min=c

29、losedgei.lowcost;/min标记第一个不为0的值k=i;for(j=i+1;jvexnum;j+)/继续查找if(closedgej.lowcost0&closedgej.lowcostvexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);menu(g);couts;int n=LocateVex(g,s);if(n0)cout不存在该学校!n;system(pause);menu(g);minside closedgeMAX_VERTEX_NUM;int k=LocateVex(g,s);string a30,b30;/a,b为中间变量，用来存放边的顶点

30、closedgek.lowcost=0;/初始化，U=sfor(int i=0;ivexnum;i+)/初始化closedgekif(i!=k)closedgei.adjvex=s;closedgei.lowcost=g-arcski.adj; char name20;coutname;strcat(name,.txt);ofstream outfile(name);outfile最佳方案:n;cout最佳方案:n;for(int e=1;evexnum-1;e+)/找到n-1条边int k0=minimum(g,closedge);string u0=closedgek0.adjvex;st

31、ring v0=g-vexsk0;ae=u0;be=v0;int m=LocateVex(g,u0);int n=LocateVex(g,v0);cout(u0v0)t成本为:arcsmn.adjendl;outfile(u0v0)t成本为:arcsmn.adjarcsmn.adj;closedgek0.lowcost=0;for(i=0;ivexnum;i+)if(g-arcsk0i.adjarcsk0i.adj;closedgei.adjvex=v0;cout总成本:sumendl;outfile总成本:sumvexnum=0)cout未建立通信网络系统!n;system(pause);m

32、enu(g);char name20;coutname;strcat(name,.txt);ofstream outfile(name);outfilevexnumendl;outfilearcnumendl;for(int n=0;nvexnum;n+)outfilevexsnendl;for(int i=0;ivexnum;i+)for(int j=0;jvexsi);int b=LocateVex(g,g-vexsj);int w=g-arcsab.adj;if(w!=INFINITY)outfilevexsi vexsj wendl;cout保存成功!n;outfile.close()

33、;void Editgraph(graph *g)system(cls);couttt*n;couttt 1.销毁通信网络系统 n;couttt 2.添加一个高校 n;couttt 3.删除一个高校 n;couttt 4.修改高校名 n;couttt 5.添加一条高校间的线路 n;couttt 6.删除一条高校间的线路 n;couttt 7.修改线路的成本 n;couttt 8.退出 n;couttt*n;coutn;fflush(stdin);switch(n)case 1:Destroygraph(g);Display(g);cout销毁成功!n;system(pause);Editgra

34、ph(g);break;case 2:InsertVex(g,v);Display(g);cout添加成功!n;system(pause);Editgraph(g);break;case 3:coutv;DeleteVex(g,v);Display(g);cout删除成功!n;system(pause);Editgraph(g);break;case 4:ChangeVex(g,v);Display(g);cout修改成功!n;system(pause);Editgraph(g);case 5:InsertArc(g,v,w);Display(g);cout添加成功!n;system(pause);Editgraph(g);break;case 6:DeleteArc(g,v,w);Display(g);cout删除成功!n;system(pause);Editgraph(g);break;case 7:ChangeWeight(g,v,w);Display(g);cout修改成功!n;system(pause);Editgraph(g);break;case 8:menu(g);system(pause);default:cout输入错误，请重新输入!n;system(pause);Editgraph(g)