家谱管理系统的设计与实现课设报告.doc

课程设计(论文)任务书 软 件 学 院 学院 软 件+会计 专业 2014-2 班一、课程设计(论文)题目 家谱管理系统的设计与实现 二、课程设计(论文)工作自 2015 年 12 月 21 日起至 2015 年 12 月 27 日止 三、课程设计(论文) 地点: 软件测试中心（北区测试二室） 四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合课程的理论知识，编写程序求解指定问题；初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、编码、测试等基本方法和技能；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，巩固、深化学生的理论知识，提升编程水平。2课程设计的任务及要求1）基本要求：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、编写上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的报告；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；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；每位同学需提交可独立运行的程序和规范的课程设计报告。2）课程设计论文编写要求理论设计部分以课程设计论文的形式提交，格式必须按照课程设计论文标准格式进行书写和装订；课程设计报告包括中文目录、设计任务、需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、调试分析、课设总结、谢辞、参考文献、附录等；设计部分应包含系统功能模块图，调试分析应包括运行截图等。3）课程设计评分标准： 学习态度：10分；系统设计：20分；编程调试：20分；回答问题：20分；论文撰写：30分。4） 参考文献： 严蔚敏 李冬梅 吴伟民著.数据结构(C语言版)M. 人民邮电出版社. 2015.2 李春葆. 数据结构教程上机实验指导M. 清华大学出版社. 2013.1 何钦铭,冯燕等. 数据结构课程设计M. 浙江大学出版社. 2007.85）课程设计进度安排准备阶段（4学时）：选择设计题目、了解设计目的要求、查阅相关资料；程序模块设计分析阶段（4学时）：程序概要设计、详细设计；代码编写调试阶段（8学时）：程序模块代码编写、调试、测试；撰写论文阶段（4学时）：总结课程设计任务和设计内容，撰写课程设计论文。 学生签名： 孙梦凡 2015 年 12 月 21 日6） 课程设计题目具体要求： 设计并实现一个简单的家谱管理系统 （1）建立家族关系并能储存到文件中。 （2）实现家族成员的添加和删除功能。 （3）可以查询家族成员的祖先、双亲、兄弟、孩子和后代等信息。 （4）按照某种顺序输出家谱信息以及树型结构输出家谱资料等功能。 （5）界面友好，演示程序以用户和计算机的对话方式进行，可以反复操作。课程设计(论文)评审意见（1）学习态度（10分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）系统设计（20分）：优（ ）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）编程调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）论文撰写（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（） 评阅人： 职称： 讲师 2015 年 12 月 28 日 目 录1、 设计任务02二、需求分析02三、系统设计04四、编码实现06五、调试分析07六、课设总结10七、谢辞10八、参考文献10一、设计任务（1）建立家族关系并能储存到文件中。（2）实现家族成员的添加和删除功能。（3）可以查询家族成员的祖先、双亲、兄弟、孩子和后代等信息。（4）按照某种顺序输出家谱信息以及树型结构输出家谱资料等功能。（5）界面友好，演示程序以用户和计算机的对话方式进行，可以反复操作。二、需求分析家谱一直都是生活中一个非常重要的内容，它记载着一个以血缘关系为主体的家族世代的绵延，不仅是记录一个家族的成员以及血脉关系的载体，更是一个家族血脉的延续的象征。家谱是中国特有的文化遗产，是中华民族的三大文献之一，属于珍贵的文化资料，对于历史学、民俗学、人口学、社会学和经济学的深入研究，都有着不可替代的独特作用。对于作为社会中各种家族的一份子的我们来说，家谱管理与我们的生活息息相关，因此我们必须学将家谱管理与当代科技紧密的结合起来，以便于更好的将家谱文化保存下来以及发扬光大。1.系统用得到的数据有：int degree;/该人所在代数char data;/该人struct Node *firstchild;/该人的孩子struct Node *nextsibling;/该人的兄弟2. 抽象数据定义：ADT BinaryTree数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合。数据关系R：若D=，则R=，称BinaryTree为空二叉树；若D，则R=H，H是如下二元关系：（1） 在D中存在唯一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱；（2） 若D-root，则存在D-root=D1，Dr，且D1Dr=；（3） 若D1，则D1中存在唯一的元素X1，H，且存在D1上的关系H1包含于H；若Dr，则Dr中存在唯一的元素Xr，H，且存在Dr上的关系Hr包含于H；H=，H1，Hr；（4） D1，H1是一棵符合本定义的二叉树，称为根的左子树，Dr，Hr是一棵符合本定义的二叉树，称为根的右子树。基本操作P：void CreatBTNode(BTNode *&b,char *str)/由 str 串创建二叉链void InputBTNode(BTNode *&b,char *str)/记录输入void OutputBTNode(BTNode *&b,char *str)/从文件中读出记录void Destory(BTNode *&b,char *str)/清除全部的记录void Store(BTNode *b,char *str)/储存全部的结点记录void DispTree(BTNode *b)/用括号法输出家谱记录void TraverseBT1(BTNode *b)/中根遍历输出家谱void TraverseBT2(BTNode *b)/先根遍历输出家谱void PrintTree(BTree b)/树形输出家谱void TraverseBT(BTNode *b,int d)/遍历家谱树BTNode* SearchX(BTNode *b,char X)/查找结点Xvoid SearchXAncestor(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有祖先void SearchXSon(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有儿子void SearchXBrother(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有兄弟void SearchXParent(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有双亲void SearchXHouDai(BTNode *b,char X)/查找结点X的所有后代ADT BinaryTree三、系统设计1.系统功能模块图 家谱操作主菜单系统主要有这几个功能，分别是创建，输入、输出和保存记录，查找某人的双亲，孩子，兄弟，祖先和后代，删除，以某种形式（括号输出，中序、先序遍历，树形输出）输出家谱数据，以及进入、退出操作系统。每个功能对应一个函数，对同一棵二叉树进行操作，通过系统操作主菜单界面，可分别调用各函数完成相应的功能。清除记录保存记录查找对应关系输出家谱记录输入记录输出2. 设计数据元素由于系统所采用的是孩子兄弟法表示二叉链表，所以整个家谱管理系统主要包括根节点（b）、孩子结点(firstchild)、兄弟结点(nextsibling)和普通结点(如：p)代表的指针。每个结点都包括数据域（data），同时也定义了辈分（degree），由此共同形成家谱。3. 各个函数的设计1. 输入函数 void InputBTNode(BTNode *&b,char *str)/记录输入设计思路与算法描述：定义根结点指针b和数组指针str，当输入的是0时，则没有输入有效的数据，则重新进行输入。输入数据应该以括号输入法输入，逗号左边的是该人的孩子，右边的是该人的兄弟，然后再调用创建函数，将输入的数据进行创建即可。2.输出函数void OutputBTNode(BTNode *&b,char *str)/从文件中读出记录设计思路与算法描述：定义一个文件fp，如果打开文件并且对其进行读写操作仍空，则该文件不出在，需要创建一个新的文件，如果可以打开文件，并且可以进行读写操作，则表示文件已经建立，则将文件中的数据读出，调用创建函数，将数据存入到数组中，以便创建这些数据。3储存函数 void Store(BTNode *b,char *str)/储存全部的结点记录设计思路与算法描述：定义一个指针p，将根结点b赋值给p,同时也定义一个文件fp，并且打开文件，进行读写操作，使数据能够存入文件中，若文件为空，则存入数据失败；若文件不为空，只要没有到数据的末尾，则对磁盘文件进行读写，输入到指定区域，最后要关闭文件，以免数据丧失。然后调用创建函数，对保存到数组中的数据进行创建即可。4清除函数void Destory(BTNode *&b,char *str)/清除全部的记录设计思路与算法描述：将根结点赋值为空，定义一个文件fp,打开文件，进行只写的操作，使数据能够输入到文件中，若文件本是空的，即打开文件失败，否则就将数组第赋为空（“”），即清除了所有的数据，最后要关闭文件，以免数据丧失。5. 查找函数BTNode* SearchX(BTNode *b,char X)/查找结点Xvoid SearchXAncestor/SearchXSon/SearchXBrother/SearchXParent/SearchXHouDai (BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有祖先/孩子/兄弟/双亲/后代（此部分包含多个查找函数，在此不便一一阐述，所以只选取几项进行分析）BTNode* SearchX(BTNode *b,char X)/查找结点X设计思路与算法描述：定义根结点b和普通结点p指针,以及要查找的结点X。如果这棵树为空，那么不存在结点X，返回空；当树不为空时，如果根结点的data域是X，那么根结点即是要找的结点X，否则，调用函数本身分别在其的左子树和右子树上递归，将找到的值赋值给p，如果p不为空，返回p,即是要找的结点X。void SearchXSon(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有儿子设计思路与算法描述：定义三个指针，分别为根结点指针b,普通指针p、q，首先通过调用查找结点X函数找到该结点，并且赋值个p，当p不为空时，则将p的第一个孩子赋值给p,若第一个孩子不存在，则X没有孩子，否则输出第一个孩子，此时即是p的data与域，然后再将p的第一个孩子的第一个兄弟赋值给q，当q不为空时，输出第一个兄弟，此时即是q的data与域，再使q指向下一个兄弟，直到将所有兄弟输入即可。6. 输出家谱函数void DispTree(BTNode *b)/用括号法输出家谱记录void PrintTree(BTree b)/树形输出家谱void TraverseBT1/ TraverseBT2(BTNode *b)/中根遍历输出家谱/先根遍历输出家谱（此部分包含多个输出家谱函数，在此不便一一阐述，所以只选取几项进行分析）void TraverseBT1(BTNode *b)/中根遍历输出家谱设计思路与算法描述：定义根结点b指针，如果b不为空，那么首先在其左子树上进行遍历，以左，根，右的顺序遍历，当整个左子树都被遍历了，则输出根结点，然后再遍历右子树，按照在左子树上的顺序遍历即可。4、 编码实现(部分代码)void SearchXSon(BTNode *b,char X)/查找结点X 的所有儿子 BTNode *p,*q;p=SearchX(b,X); /找到节点Xif(p!=NULL)/保证该节点存在时继续 p=p-firstchild;/左子树上存孩子，若无左孩子，则无孩子if(p=NULL) /X 没有孩子printf(节点%c 没有儿子!,X);else printf(节点%c 的所有儿子为:,X);if(p!=NULL)printf(%c ,p-data);/输出第一个孩子q=p-nextsibling;/指向其兄弟while(q) printf(%c ,q-data);/输出第一个兄弟q=q-nextsibling;/指向下一个兄弟elseprintf(该结点不存在!);5、 调试分析5.1 主菜单：提供了操作交互见面，不同的输入可做不同的操作，可以反复操作，直到退出系统. 图5.1 程序开始界面 5.2创建和保存、删除记录：在开始菜单选择1，进入输入记录操作；然后选择2，进入输出文件记录操作；再选择3，进入保存文件操作；选择4，进入删除记录操作。 图5.2创建和保存、删除记录 5.3输出家谱操作：在开始菜单选择10，进入中序输出操作；在开始菜单选择11，进入先序输出操作；在开始菜单选择12，进入括号输出操作；在开始菜单选择13，进入树形输出操作。 图5.3输出家谱操作5.4查找操作：在开始菜单选择5，进入查找儿子操作；选择6，进入查找祖先操作；选择7，进入查找双亲操作；选择8，进入查找后代操作；选择9，进入查找兄弟操作。 图5.4查找操作5.5退出系统：在开始菜单中选择0，即可退出。 图5.5退出系统操作 6、 课设总结 人人皆云：“实践出真知”“实践是检验真理的唯一标准”等人尽皆知的谚语，通过这次课设，我也深刻的理解了这些话的精神所在。经过这次课设，我深知我的能力相当有限，有许多不足之处，首先，是自己的心态不对，太急于求成，往往会忽略掉一些细节上的毛病，如遗漏符号，打错符号等问题，通过课设也有所改进；其次，对数据结构所学的知识以及一些算法了解颇浅，对函数的调用，以及一些