数据结构课程设计报告(学生作业完成情况管理系统)

沈阳理工大学课程设计专用纸目 录1. 需求分析22. 概要设计2 2.1 学生作业完成情况管理系统2 2.1.1 程序设计说明2 2.1.2 数据结构类型4 2.2 图的建立及存储4 2.2.1 程序设计说明4 2.2.2 数据结构类型43.详细设计5 3.1 算法流程图5 3.1.1 学生作业完成情况管理系统5 3.1.2 图的建立及存储64.调试分析（运行截图）19 4.1学生作业完成情况管理系统19 4.2图的建立及存储305.课程总结326.参考文献331. 需求分析（1） 学生作业完成情况管理系统假设某门课程一学期要留10次作业，每次老师要进行批改，给出分数后还要进行登记。学期期末要根据每次作业的成绩计算出最终的平时成绩（满分100）。该程序应该具有下列功能：(1) 输入信息；(2) 输出信息；(3) 给定条件，修改、删除相应信息； (4) 按条件统计。（2） 图的建立及存储建立图的存储结构（图的类型可以是有向图、无向图），能够输入图的顶点和边的信息，并存储到相应存储结构中，而后输出图的邻接矩阵。 应用环境设定给定某类图的顶点和边的相关信息，要求输出该图的邻接矩阵。用户界面命令行界面，用户选择所要建立的图的类型，输入相关顶点和边的信息，然后输出该图的邻接矩阵。 输入方式首先输入所要建立的图形类型的代码，然后输入顶点vexnum和边的数量arcnum，再输入顶点信息，边的2个端点v1和v2，如果建立的是网则还要输入权值w。输出方式输出的是一个邻接矩阵，采用for循环嵌套，输出该图的邻接矩阵。数据存储方式全部在内存存放，不使用硬盘上的文件或其他数据源，程序执行过程中和结束后不保存数据。程序功能：1. 输入图的类型；2. 输入相应的图的顶点和边的相关信息；3. 得到图的邻接矩阵。2.概要设计2.1学生作业完成情况管理系统 2.1.1程序设计说明 程序整体分为登录部分、获得数据部分、数据处理及处理信息反馈部分、数据导出保存部分，如下结构图1、2所示：登录部分登陆注册退出图 1学生作业完成情况管理程序输入某学生的学号，删除该学生的个人信息手动输入学生姓名、学号、班级、各次作业成绩从文件中导入上次操作已保存和修改的数据输入班号，显示该班所有学生的十次作业完成情况输入某学生的学号，修改该学生的个人信息通过选择，显示各类统计数据显示本程序的执行主菜单清屏，清除这前所有运行结果，方便之后的运行输入学号，显示某位学生的十次作业完成情况图 2该程序具有下列功能：(1) 输入信息；(2) 输出信息；(3) 给定条件，修改、删除相应信息； (4) 按条件统计。 2.1.2数据结构类型typedef struct student /学生信息链表 char name10; int schoolnumber; int classnumber; float score10; struct student *next; stu,*stupt;stupt st=NULL;/学生信息的头指针stupt qt=NULL;/学生信息的尾指针FILE* fp;/文件指针2.2图的建立及存储2.2.1程序设计说明 本程序通过输入有向图与无向图的顶点、边、权值等信息，存储至用数组建立的邻接矩阵，并输出该邻接矩阵图。2.2.2数据结构类型基本操作：typedef enum DG,UDGGraphKind;/有向图,无向图typedef struct ArcCell VrType adj; / 顶点关系类型。对无权图，用1或0表示相邻否；对带权图，则为权值类型。InfoType *info; / 该弧相关信息的指针ArcCell, AdjMatrix2020;typedef struct VertexType vertex20; / 顶点向量AdjMatrix arcs; / 邻接矩阵 int vexnum, arcnum; / 图的当前顶点数和弧(边)数GraphKind kind; / 图的种类标志MGraph;CreateGraph(MGraph &G) 初始条件：图G未创建。 操作结果：创建一个图G。 CreateUDG(MGraph &G); 初始条件：无向图G未创建。 操作结果：创建一个无向图并求出其邻接矩阵。 CreateDG(MGraph &G); 初始条件：有向图G未创建。 操作结果：创建一个有向图并求出其邻接矩阵。D Display(MGraph G)。 初始条件：图G已创建。 操作结果：输出图G的邻接矩阵。3. 详细设计3.1算法及流程图3.1.1 学生作业完成情况管理系统程序算法：手动输入学生信息：void inpu(stupt p)int n;int m=0;int flag;while(mscorem=0;m+;printf(请输入:姓名：);scanf(%s,p-name);clear();printf(请输入:学号：);scanf(%d,&p-schoolnumber);clear();printf(请输入:班级（如:101）：);scanf(%d,&p-classnumber);clear();doprintf(请输入:第几次作业（110）：);scanf(%d,&n);clear();printf(请输入:该次作业成绩：);scanf(%f,&p-scoren-1);clear();/清空缓冲区printf(是否继续输入该生成绩，退出请按q,其他键继续：);flag=getchar();clear();/清空缓冲区堆积while(flag!=q);从文件中导入学生信息：void readfile(stupt &st,FILE* fp)char flag,flag_1;char filename90;printf(如导入前有过手动输入，请先导出至文件后再进行导入，否则输入部分的数据将丢失！n);printf(任意键继续，退出请按q：);flag_1=getchar();/等待接收一个字符clear();if(flag_1=q)return;lab_2:printf(请选择：a.程序默认路径导入（之前导出时需要是默认导出） b.自定义导入路径（请确保导入路径合法）：);flag=getchar();clear();if(flag=b)printf(请输入导入路径（请确保导入路径合法！）（如c:.student_homework_infor.txt）：);scanf(%s,filename);clear();if(access(filename,0)=1)/确定文件或文件夹的访问权限即检查文件的存取方式，如果存取方式有效，则返回0，否则返回1printf(路径不合法或文件不存在,请重新选择！n);goto lab_2;fp=fopen(filename,rb);if(fp=NULL)printf(打开%s文件失败，请返回主菜单重试！n,filename);return;elsefilep_read_to_st(st,fp);/导入文件fclose(fp);else if(flag=a)fp=fopen(student_homework_infor.txt,r);if(access(student_homework_infor.txt,0)=1)printf(文件不存在！n);if(fp=NULL)printf(打开程序所在目录下的student_homework_infor.txt文件失败，请返回上层菜单重试！n);return;else filep_read_to_st(st,fp);fclose(fp);elseprintf(非法输入！程序将返回上层菜单.n);查询某学生作业完成情况：void search_1(stupt&st,int snum)stupt p,q;if(st=NULL)printf(未建立学生信息表，请返回上层菜单输入或导入所有学生的信息n);return;elsep=st;q=p-next;if(p-schoolnumber=snum)printf_score(p); /查找成功输出并返回上级函数return;while(q!=NULL)if(q-schoolnumber=snum)printf_score(q); /查找成功输出并返回上级函数return;q=q-next;/下一个printf(查询失败，该学号学生信息不存在n);查询某班级所有学生成绩：void search_2(stupt st,int clnum)stupt p,q;int f=0;if(st=NULL)printf(未建立学生信息表，请返回主菜单输入所有学生的信息n);return;elsep=st;q=p-next;printf(班级 姓名 学号 成绩1 成绩2 成绩3 成绩4 成绩5 成绩6 成绩7 成绩8 成绩9 成绩10n);printf(n);if(p-classnumber=clnum)printf_infor(p);f+;/查找成功输出while(q!=NULL)if(q-classnumber=clnum)printf_infor(q);f+;/查找成功输出q=q-next;/下一个if(f=0)printf(没有该班级学生信息n);修改学生信息：void change(stupt&p)char a;printf_help_2();while(a=getchar()!=0)clear();printf(班级 姓名 学号 成绩1 成绩2 成绩3 成绩4 成绩5 成绩6 成绩7 成绩8 成绩9 成绩10n);printf(n);printf_infor(p);switch(a)case 1:printf(您选择了：1.修改姓名n);change_name(p);break;case 2:printf(您选择了：2.修改班级n);change_class(p);break;case 3:printf(您选择了：3.修改成绩n);change_score(p);break;default:printf(非法输入，请重新选择!n);break;printf_help_2();if(a=0)clear();printf(您选择了：0.返回n);删除学生信息：void delete_pt(stupt&st,int snum)stupt p,q;if(st=NULL)printf(未建立学生信息表，请返回主菜单输入或导入所有学生的信息n);return;elsep=st;q=p-next;if(p-schoolnumber=snum)st=q; /查找成功删除并返回上级函数printf(班级 姓名 学号 成绩1 成绩2 成绩3 成绩4 成绩5 成绩6 成绩7 成绩8 成绩9 成绩10n);printf(n);printf_infor(p);free(p);printf(上面信息删除成功！n);return;while(q!=NULL)if(q-schoolnumber=snum)p-next=q-next; /查找，成功删除并返回上级函数printf(班级 姓名 学号 成绩1 成绩2 成绩3 成绩4 成绩5 成绩6 成绩7 成绩8 成绩9 成绩10n);printf(n);printf_infor(q);free(q);printf(上面信息删除成功！n);return;else/下一个p=q;q=p-next;printf(删除失败，该学号学生信息不存在n);显示各项统计数据：void statistics_result(stupt &st)/统计结果char flag;printf_help_3();while(flag=getchar()!=0)clear();switch(flag)case 1:printf(您选择了：1.按学号查看学生平均成绩n);snum_check_aver(st);break;case 2:printf(您选择了：2.按班级查看学生平均成绩n);cnum_check_aver(st);break;case 3:printf(您选择了：3.查看学生平均成绩降序序列n);descending_order_check(st);break;default:printf(非法输入，请重新选择!n);clear();break;printf_help_3();if(flag=0)printf(您选择了：0.返回主菜单n);clear();Printf_help_1();导出信息至文件：void creat_files(stupt st,FILE* &fp)char flag;char filename90;lab_1:printf(请选择：a.默认路径保存（为当前目录下的student_homework_infor.txt） b.自定义保存路径：);flag=getchar();clear();/清除缓存中的回车if(flag=b)printf(请输入文件名及保存路径（如c:student_homework_infor.txt）：);scanf(%s,filename);clear();if(access(filename,0)=1)printf(路径不合法,请重新输入！n);goto lab_1;fp=fopen(filename,ab+);if(fp=NULL)printf(创建文件至%s失败，请返回主菜单重试！n,filename);return;else fileprintf(st,fp);fclose(fp);else if(flag=a)fp=fopen(.student_homework_infor.txt,a);if(fp=NULL)printf(创建文件至程序所在目录下的student_homework_infor.txt文件失败，请返回主菜单重试！);return;else fileprintf(st,fp);fclose(fp);elseprintf(非法输入！程序将返回主菜单.n);主菜单开始 选择操作 注册返回登录 输入用户名和密码选择用户想要执行的操作 保存修改的数据于txt文件中结束返回上一层主菜单 学生作业完成情况管理程序流程概图3.1.2 图的建立及存储邻接矩阵表示法:设G=(V,E)是一个图，其中V=V1,V2,V3,Vn。G的邻接矩阵是一个具有下述性质的n阶方阵：若(Vi,Vj)E或者E，则Ai,j=1反之为0；图5-2中有向图G1和无向图G2的邻接矩阵分别为 M1和 M2:M1= 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 M2= 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 注意无向图的邻接是一个对称矩阵，例如 M2。用邻接矩阵表示法来表示一个具有n个顶点的图时，除了用邻接矩阵中的n*n个元素存储顶点间相邻关系外，往往还需要另设一个向量存储n个顶点的信息。因此其类型定义如下：VertexType vertexMAX_VERTEX_NUM; / 顶点向量 AdjMatrix arcs; / 邻接矩阵 int vexnum, arcnum; / 图的当前顶点数和弧(边)数 GraphKind kind; / 图的种类标志 若图中每个顶点只含一个编号i(1ivnum)，则只需一个二维数组表示图的邻接矩阵。此时存储结构可简单说明如下： type adjmatrix=array1.vnum,1.vnumof adj;利用邻接矩阵很容易判定任意两个顶点之间是否有边（或弧）相联，并容易求得各个顶点的度。对于无向图，顶点Vi的度是邻接矩阵中第i行元素之和，即nD(Vi)Ai,j j=1 对于有向图，顶点Vi的出度OD(Vi)为邻接矩阵第i行元素之和，顶点Vi的入度ID(Vi)为第i列元素之和。即 nnOD(Vi)Ai,j， ID(Vi)Aj,i） j=1j=1用邻接矩阵也可以表示带权图，只要令 Wij, 若(Vi,Vj)或者E其中Wij为或(Vi,Vj)上的权值Ai,j 0 , 否则1、 无向图邻接矩阵的建立算法如下：procedure build-graph;建立无向图的邻接矩阵beginfor i:=1 to n do read(G.vertexi)； 读入n个顶点的信息for i:=1 to n dofor j:=1 to e doG.arcsij =0；将邻接矩阵的每个元素初始化成0for k:=1 to e do e为边的数目 read(i,j,w) 读入边和权G.arcsij:=wG.arcsijG.arcsii置对称弧 end；该算法的执行时间是O(n+n2+e),其中消耗在邻接矩阵初始化操作上的时间是O(n2),而en2，所以上述算法的时间复杂度是O(n2)。2、 有向图邻接矩阵的建立算法如下：procedure build-graph; 建立有向图的邻接矩阵beginfor i:=1 to n do read(G.vertexi)； 读入n个顶点的信息for i:=1 to n dofor j:=1 to e doG.arcsij =0；将邻接矩阵的每个元素初始化成0 for k:=1 to e do e为边的数目 read(i,j,w) 读入边和权G.arcsij:=wG.arcsijG.arcsii置对称弧end；该算法的执行时间是O(n+n2+e),其中消耗在邻接矩阵初始化操作上的时间是O(n2),而en2，所以上述算法的时间复杂度是O(n2)。1) 头文件：#include /包含了getchar();printf();feof();fopen() FILE 声明#include /包含了malloce();exit()#include /包含access()#include /包含strcmp()#include /包含了getch()程序算法：输出邻接矩阵：void Display(MGraph G)/输出图的邻接矩阵int i,j;printf(该图的邻接矩阵为：n);for(i=0;iG.vexnum;+i)for(j=0;jG.vexnum;j+)printf(%5d,G.arcsij.adj);printf(n);构造有向图：void CreateDG(MGraph &G) / 采用数组(邻接矩阵)表示法,构造有向图/CreateDG int i,j,k; /i，j，k为计数器VertexType v1,v2; /用于放置输入的弧的两个顶点printf(请输入有向图G的顶点数(不超过20个):n);scanf(%d,&G.vexnum);printf(请输入有向图G的边数:n);scanf(%d,&G.arcnum);printf(请输入%d个顶点的值:n,G.vexnum);for(i=0;iG.vexnum|G.vertexi1)printf(Sorry!您输入的顶点值错误,请重新输入第%d个顶点的值:n,i+1);scanf(%d,&G.vertexi);for(i=0;iG.vexnum;+i) / 初始化邻接矩阵for(j=0;jG.vexnum;+j) G.arcsij.adj=0;G.=NULL; for(k=0;kG.vexnum)|(v2G.vexnum)printf(对不起!您输入的边信息错误,请重新输入第%d条边的始点和终点:n,k+1);scanf(%d %d,&v1,&v2);i=v1-1;j=v2-1;G.arcsij.adj=1; 构造无向图：void CreateUDG(MGraph &G) / 采用数组(邻接矩阵)表示法,构造无向图/CreateUDG int i,j,k; /i，j，k为计数器int v1,v2; /用于放置输入的弧的两个顶点printf(请输入无向图G的顶点数:n);scanf(%d,&G.vexnum);printf(请输入无向图G的边数:n);scanf(%d,&G.arcnum);printf(请输入%d个顶点的值:n,G.vexnum);for(i=0;iG.vexnum|G.vertexi1)printf(Sorry!您输入的顶点值错误,请重新输入第%d个顶点的值:n,i+1);scanf(%d,&G.vertexi);for(i=0;iG.vexnum;+i) / 初始化邻接矩阵for(j=0;jG.vexnum;+j) G.arcsij.adj=0;G.=NULL; for(k=0;kG.vexnum)|(v2G.vexnum)printf(对不起!您输入的边信息错误,请重新输入第%d条边的始点和终点:n,k+1);scanf(%d %d,&v1,&v2);i=v1-1; j=v2-1;G.arcsij.adj=G.arcsji.adj=1; / 置的对称弧 开始输入vexnum，arcnumIncInfoii+1输入顶点ivexnumYjj+1N初始化邻接矩阵ivexnumYjvexnumNYii+1Nkarcnumkk+1设置邻接矩阵YN结束图的构造流程图4. 调试分析下面分别为学生作业完成情况管理系统和图的建立与存储程序的主程序菜单： 选择1进入学生作业完成情况管理系统 选择2进入图的建立及存储程序 选择0退出本界面，完成本次调试图0 运行整个程序的主界面菜单4.1（学生作业完成情况管理系统）操作提示： 登录部分分为登陆、注册和退出三部分，本程序采取一次性注册，即用户名与密码不可修改（相对在程序中而言），需要先注册，否则登录时程序会提示“未注册”，第二次注册程序会提示“账户已存在，请返回登录”,登录成功后会提示登录时间，选择退出时，程序会结束。 第二部分为登录成功后，进入系统可进行的操作，建议先导入上次导出到文件学生信息，然后再进行其他操作(第一次使用不用导入)；文件导入分为默认路径导入和自定义路径导入，导入方式决定于用户上次导出时（即保存信息时）的选择；导出部分和导入部分相同,为了不会在异常情况下导致数据丢失，导出时都采用追加式导入文件(之前导出信息不会被覆盖)；可以自己进入导出文件或在程序中将无效信息删除；至于导出格式，我做过测试不会受到限制，可以使已有格式或自定义格式，在无法打开时选择记事本打开就可以了。