c语言课程设计-约瑟夫问题

1、约瑟夫问题一 目的通过课程设计，加深对C语言程序设计课程所学知识的理解，熟练掌握和巩固C语言的基本知识和语法规范，包括：数据类型（整形、实型、字符型、指针、数组、结构等）；运算类型（算术运算、逻辑运算、自增自减运算、赋值运算等）；程序结构（顺序结构、判断选择结构、循环结构）；库函数应用（时间函数、绘图函数以及文件的读写操作函数等）；复杂任务功能分解方法（自顶向下逐步求精、模块化设计、信息隐藏等）。学会编制结构清晰、风格良好、数据结构适当的C语言程序，从而具备利用计算机编程分析解决综合性实际问题的初步能力。二 需求分析1、约瑟夫问题的算法设计使用链表构成一个环形链。结构中有三个成员，其一为指向下

2、一个人的指针，以构成环形的链；其二为该人是否被仍下海的标记，为0表示还在船上。其三为 数字（130）从第一个人开始对尚未仍下海的人进行计数，每数到9时，将结构中的标记改为1，表示该人已被仍下海了。这样循环计数直到15个人被扔下海时为止。数据可以由用户输入。2、功能要求与简要说明使用菜单操作，提示用户相应的操作；有一定的辅助功能，例：注册，密码验证，在屏幕上查看保存到文件中的结果。用户输入的数据及结果保存到outfile.txt文件中（或自建文件）。三 概要设计1、可满足输入与输出的形式与限制本程序现只支持英文，只是字符输入、输出及整数，本程序可以要求第一次使用该程序的用户在开始游戏前必须进行简

3、单的输入信息（姓名字符形式）及由用户自己设定的密码，该信息将保存到名为mima.dat（属于密文）文件中，下次该用户进入游戏时，将可直接输入信息（姓名及对应密码）可进入游戏（约瑟夫问题），游戏中用户输入的有效信息及对应的结果将保存到名为outfile.txt的文件中，用户可查询游戏结果，可在操作界面查看从outfile.txt文件中输出到屏幕的结果。运行时，机器会给用户提示，并输出到屏幕上来提示用户操作，若用户输入格式不正确，程序会做出判断，使用户重新输入，在密码注册与验证部分（要求用户输入字符在010之内），用户输错就会退出；在游戏部分，用户自测时（数字限制在100个数之内），若超出范围，将

4、会提示用户重新输入。其他地方的输入相似，都有此类功能。方便用户。2、所达到的功能及测试计划所实现的功能有用户初次进入要求注册；进入游戏前要密码信息（对使用有了限制）；约瑟夫问题游戏由用户自己设定船上人总数（例：30 最优为偶数，若为奇数则扔下船的人数为（n-1）/2，n为总人数），及所数的号码（例：9），用户可直接在操作界面来检查以前游戏的结果（用户未删除的情况）；outfile.txt为追加式写入，用户在操作界面可删除文件中的内容，方便使用。1.游戏的辅助功能：用户注册后可通过输入密码进入游戏，用户也可不注册进入游戏，但略有不同的是注册的用户游戏中，游戏结果保存到文件中时会加上用户的注册名，

5、方便了用户的结果查看，但为了满足使用的方便也可直接进入游戏。还有在操作界面查看结果和删除结果的作用。2.约瑟夫游戏中的功能：用户可在操作界面自己创建文件；进入游戏用户可按自己的意愿，确定人数和号码；用户还可自测（输入下海人的号码），程序判断并打分或者直接运行出结果；根据用户自己的要求来结束或继续。3.退出游戏：用户可在菜单处直接来退出游戏，或者在子操作结束后，不回到菜单，直接退出。最后关于程序的测试，可以多次测试，并且根据实际情况和用户使用的方便角度来测试，在运行正常并能一定程度的容错，在进一步优化。3、所用数据类型的定义及含义此程序运用了整形、实型、字符型、指针、数组、结构体。下面是全局（举

6、例）：struct man int num; int state; struct man *next; ; /*结构体数据，用来连接链表*/ struct person char name20; char mima5; /*结构体数据，用来信息注册*/FILE *fpfile; /*指向文件的指针*/char tempname20="",tempmima5="" /*数组，用来进入游戏保存用户输入数据的*/下面是局部的（举例）：int m,n,i,j,k, l=0; /*整型，用来接受用户数据和函数中使用*/ char c=0,c1,c2; /*字符型字

7、符变量*/ char User100; /*字符型数组，用于保存输入的下海人号码*/4、各模块的划分下面是总体流程（简化图）：约瑟夫程序各模块删除 文件直接进入游戏输入密码进入游戏输入名 读结果注册信息outfile.txt文件自建文件用户自测正确结果退出游戏约瑟夫游戏5、各程序模块功能1.注册信息密码模块：用于输入用户自己的名称（字符型），保存到（mima.dat）中。2.输入密码，进入游戏模块：输入密码，程序判断，若在文件（mima.dat属于密文，在输入到文件中的信息经过了程序加密）有记录即可进入游戏（3.中介绍游戏模块）。 3.约瑟夫游戏模块：用户先确定写入的文件;输入人数及号码;若进

8、行自测，用户自行输入下海人的号码，程序会判断对错。若不自测就直接程序算出结果。4.在屏幕上显示结果模块：先确定文件；再把此文件中的结果输出到屏幕上。5.删除文件（默认文件outfile.txt）中的全部内容。6、各函数之间的调用关系主函数中是菜单的打印（myprint()函数）和switch()，各模块套用与调用关系如下：main()函数中调 用myprint();myyuesefu();zhuce(); mima();myread();mydelete();int myopen();mima();中调用myyuesefu();。myyuesefu();中调用int myopen(); int

9、 link(struct man *head,int n);。myread();中调用int myopen();函数。Main()函数把这些函数联系到一起，各函数有自己的局部变量，总的有全局变量，在多个函数调用时则联系到一起，构成完整的程序。四 详细设计1、流程图开始结束菜单输入(05)switch();判断注册zhuce();密码mima()(包含游戏)游戏myyusefu();读文件myread();删除文件内容mydelete();继续（y|n）退出if( )判断sure:(y|n)if( )判断真（y）真（y）假 （n）214503假（n）主结构：2、主要程序的源代码（部分）及注释1、

10、约瑟夫问题代码：（是本程序的主要代码，部分代码）void myyuesefu() int m,n,i,j,k, l=0; FILE *fp1; char c=0,c1,c2 ，User100; struct man *h,*p,*s; /*用于定义结构体类型的指针*/ do clrscr(); /*清除屏幕*/ h=creat(); /*用于返回一个结构体型的指针赋给h*/printf("Open outfile.txt (1)OR zi jian wen jian:(2):nchoose:");c=getche(); if(c='1') /*自动打开默认的

11、outfile.txt文件，在D盘下，可改*/fp1=fopen("D:outfile.txt","a"); /*用于打开文件“a”为追加（直接在上次结果后写入）“w”为写入每次打开上次结果将清空,路径双（注意）*/ else fp1=myopen(); /*用于用户自己建立文件，默认保存到D 盘下*/ /*函数打开文件返回指向文件的指针*/ fprintf(fp1,"%s'Result is:",tempname); printf("nPlease Input the number of people: n&quo

12、t;); scanf("%d",&n); fprintf(fp1,"n003 Please Input the numbe rof people :n%dn",n) ; /*写入文件函数格式（控制写入）*/ if(link(h,n)!=1) /*link(h,n)构造链表*/ printf("Kong jian not enough !n"); /*空间不足的话返回值不为1*/ s=h; p=(struct man*)malloc(sizeof(struct man); p->next=s; /*额外再分配出一个，即n+

13、1个，但这一个不使用*/ printf("input a number,when dao zhe ge shu shi xia hai :n"); scanf("%d",&m); fprintf(fp1,"input a number,when dao zhe ge shu shi xia hai :n%d",m) ;printf("User sure check userself ( User zi ji su ru shu ju pan duan ):nplease choose (Y /N ): n"

14、); c2=getch(); if(c2='y'|c2='Y') printf(" nGAME BEGIN !User input the answer byself Game:n"); fprintf(fp1,"nUser input the answer byself Game:n"); printf("Please input the number (zi ce shu ju de ge shu ):n"); scanf("%d",&k); while(k>=10

15、0|k<=0) printf("WRONG! OVER the (0100),input again:n"); scanf("%d",&k); fprintf(fp1,"Please input the number (zi ce shu ju de ge shu ):%dn",k); printf("Please input xia hai ren number:n"); fprintf(fp1,"Please input xia hai ren number:"); for(i

16、=0;i<k;i+) scanf("%d",&Useri); fprintf(fp1,"%dt",Useri); l=0; for(j=0;j<(n/2);j+) /*解释在下面*/ /*解释在下面*/ for(i=0;i<m;i+) /*解释在下面*/ p=p->next; if(p->state=1) i-; for(i=0;i<k;i+) /*解释在下面*/ if(Useri=p->num) /*用户输入值与答案的比较*/ l+; /*用于记忆相同的个数，即答对个数*/ p->state=1;

17、 printf("nYour right answer number ist%d tyour score is:t%2.1f",l,(l/(double)k)*100); fprintf(fp1,"nYour right answer number ist%d tyour score is:t%2.1fn",l,(l/(double)k)*100); else printf("ttRight answer:nxia mian shi xia hai de ren ( ing gai an pai huai ren ): n"); fp

18、rintf(fp1,"nxia mian shi xia hai de ren ( ing gai an pai huai ren ): n") ; for(j=0;j<(n/2);j+) /*双层for循环，外层用来循环（n/2）次，即仍下（n/2）个人，*/ for(i=0;i<m;i+) /*内层循环是数到指定的号码例:9时来退出循环，从而输出的数据*/ /*是被扔下人的号码*/ p=p->next; if(p->state=1) /*当是p->state=1时为已经扔下的人*/ i-; /*这时就执行 i-;则跳过该人 */ /*当数到

19、m 例:9 为一次循环,且一次指向下一个结点*/ printf("%dt",p->num); /*每数到m例:9时，输出所对数据，则为下海的人，*/ fprintf(fp1,"%dt",p->num) ; /*p->state=1;此句为已丢下海的人标记为1，下次if(p->state=1) 时，i- */ p->state=1; /*则就是不再包含已经丢下海的人*/ getch(); fputs("n",fp1); printf("nwant to continue Game:(y/n):&q

20、uot;); c1=getch(); fclose(fp1); /*用于关闭文件，只有关闭文件后才会对数据保存*/ while(c1='y'|c1='Y'); /*判断是不是继续游戏（循环） */ 下面是上述函数的引用函数：struct man *creat() /*用于返回头指针（结构体指针）*/ struct man *head; head=(struct man*)malloc(sizeof(struct man); /*分配空间*/ head->next=NULL; head->num=1; head->state=0; /*初始化*/

21、 return (head); /*返回此结构体指针值*/ int link(struct man *head,int n) /*用于连接链表的函数结点（n个）的函数，返回值为整型，head为全局变量*/ struct man *p,*s; int i; p=head; for(i=1;i<n;i+) s=(struct man*)malloc(sizeof(struct man); /*分配内存空间*/ p->next=s; p=s; /*依次首尾相连 */ p->num=i+1; /* 赋值，依次加1*/ p->state=0; /*分别记为0 ，变为1时即下海*/

22、 p->next=head; return 1; /*若成功返回1则分配空间成功*/ 2、密码文件的密文操作（以及读取时解码程序） for(i=0;i<strlen(temp.mima);i+) /*用于在储存信息时加密，使信息变为密文*/ j=0; if(j=strlen() j=0; temp.mimai=temp.mimai+j+; for(i=0;i<strlen(temp.mima);i+) /*提取用户的信息后进行解码*/ j=0; if(j=strlen() j=0; temp.mimai=j+;这是防止打开文件就能查看到用户的密码信息，进行了加密，使文件内容成为密文，这个加密安全性并不高，但现在能力有限还不能做的更好，但有一定的加密作用。五 调试分析1、程序问题解决及优化设计该问题的方法是对一系列值进行赋值（1n），再把扔下的人做记号，用到了结构体，另一做记号，此题开始想用数组，但数组分配特定的空间，浪费内存空间，从而使用链表，根据用户需要来分配空间，这样既节省了空间，而且也增大了程序的可行性。对于用户输入的值一开始