物联网工程数据结构及算法课程设计指导书Word下载.docx
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使用说明文件的第一行，需要给出设计者的学号、姓名，后面为其它说明。
2．课程设计报告（详细要求请参考附录二）
课程设计报告总体上主要包括以下几个部分：
1）封面
2）目录
3）课程设计报告正文
4）使用说明
5）参考文献
四．总体要求
1．每道题目的程序代码总量不少于600行（其中不包括自动生成代码），有合理注释。
2．课程设计报告正文字数不少于8000字，概念清楚、叙述正确、内容完整、书写规范。
3．独立完成课程设计，不得抄袭他人。
4．功能正确、有一定实用性。
5．尽可能大量使用各种C或者C++语言程序设计技术，尤其在以下几个方面：
指针及其运算、结构、指针数组、数组指针、字符数组与字符串、内存空间动态申请与释放、文件访问与操作、合理的常量与全局变量及函数接口变量定义、数据输入与数据格式检查、数据类型转换、错误处理、工程设计技术（整个系统由一个工程文件、若干个程序文件、若干头文件、甚至库文件等组成）。
程序界面不做较高要求，但要考虑到用户使用的方便，有较好的交互界面。
6．可以使用VC编译环境开发程序，但不允许使用现成的数据库如access，SQLServer等完成上面的课程设计题目，否则成绩评定为不及格。
7．设计时适当考虑程序的可维护性与可扩充性。
8．提倡积极交流与讨论（同学间、bbs站点）、善于查阅资料、分析与借鉴他人编写的软件。
9．认真自觉以个人为单位完成自己的任务，代码和课设报告均严禁雷同，否则成绩为不及格。
验收时查看代码，并提出若干个跟程序代码有关的问题，并把问题回答情况计入总评成绩。
10、根据不同的数据结构，要求有一种数据结构算法（冒泡排序算法不包括）。
五．工作阶段与考核方法
大体上可分成五个阶段：
1．资料查阅准备阶段（15%）
2．分析设计阶段（35%）
3．编程调试阶段（40%）
4．课程设计报告书写阶段（10%）
5．验收阶段
考核方法：
只有程序验收通过后，才能按以下方法核定本次课程设计的总成绩，因未能独立完成设计（尤其是抄袭）或概念不清的同学，总成绩将核定为不及格。
总成绩由以下几个部分决定：
1．考勤、纪律、实验室卫生
2．工作量（代码量、功能多少、难度）
3．关键技术
4．实用性、创新
5．代码书写规范性
6．程序界面、新技术引用
7．课程设计报告（叙述、书写规范、字数）
8．动手能力、分析问题解决问题能力
六．任务具体要求
1、学生成绩管理系统
问题描述：
该系统实现对若干个大学生的学习成绩进行管理。
至少包括以下信息：
学号、姓名、科目、成绩，学期。
学期取值范围可为1-8。
功能要求：
1．使用中文菜单，界面设计和用户输入输出要人性化些；
2.将学生信息保存在文本文档中，具体对学生信息进行插入删除查询操作时，将保存在文本文档中的学生信息提取出来，保存在自己定义的数据结构中，然后再对该数据结构进行操作，所有操作完成，或者在相应的命令后，再将学生信息保存到文本文档中。
3．具有数据输入功能，输入的数据能最终保存在文件中；
4．具有数据删除功能，能最终从文件中删除；
5．排序功能，根据自己设计的数据结构，设计排序算法
6．具有多种查询（如按学号查询、按姓名查询、按成绩查询等）及输出功能；
7．其它功能（如各种统计，统计每个学生所有课程的平均分，统计某门课程所有学生的平均分等等）
8．学生信息的修改（比如修改学生姓名，修改学生某门课程的成绩）
说明：
（1）功能各方面越完善越好
（2）自定义的数据结构可以使用数组，链表，树等，可以使用多种数据结构来存放数据，然后在其上使用不同的排序算法。
（3）若用数组，必须动态分配空间（文本文件中最好有一行表示学生人数）
算法要点：
把问题看成是对线性表的操作。
将学生成绩组织成顺序表，则登记学生成绩即是建立顺序表操作；
查询学生成绩、插入学生成绩、删除学生成绩即是在顺序表中进行查找、插入和删除操作。
2、简易客房管理系统
该系统能简单实现对客栈的住宿情况进行管理。
房号、房型、单价（每床）、已住人数；
住客姓名、性别、年龄、身份、身份证号码，房号，床号，入住日期、入住时间、离店日期、离店时间。
这些信息应存放在两个文件中，分别是客房信息文件、住客信息文件。
“房型”可取值1-3，分别表示单人间、双人间、通铺（可以住很多人的房间）
1．具有建立数据文件（客房信息文件、住客信息文件）功能；
2．具有数据输入功能；
3．具有数据修改功能；
4．具有数据删除功能；
5．能查询（查找）一些基本信息（如按房号查询、按姓名查询、空余客房查询等）；
6．具有多种统计功能（要求有一定的实用性）
（如某客房当前有那些空床、某住客应付多少费用、某天住店总人数和总收入等）
7．能具有排序功能（比如在查询所有的客房信息时，能根据房间价格进行排序，方便客人挑选房间等等）
（3）若用数组，必须动态分配空间（文本文件中最好有一行来表示数组应该有多大，这样便于动态分配空间）
3、人事档案管理系统
该系统能简单实现对人事档案的管理。
该系统包括:
人员基本情况管理、工资管理和考勤管理等几个方面的功能。
用户通过输入工资、考勤、职工履历等基本信息,由系统自行生成相应的统计数据以供用户查询,能对这些基本信息进行更新和删除。
人员履历表：
员工编号，员工姓名，性别，年龄，部门，职位，受教育年限
职工工资表：
员工编号，基本工资，缺勤扣发工资，扣税，实发工资
月考勤登记表：
员工编号，月缺勤天数
注：
假设每个员工每天缺勤扣发工资的多少跟其基本工资存在一定关系，比如是该基本工资的20分之一；
假设扣税金额＝（基本工资－缺勤扣发工资－2000）×
10％，而若基本工资－缺勤扣发工资－2000的值小于2000则扣税金额为0
1．具有建立数据文件（人员履历表文件、职工工资表文件、月考勤登记表）功能；
5．能查询（查找）一些基本信息（如按员工编号查询、按员工姓名和部门组合查询等，如生成各部门员工花名册）；
（如不同部门的员工平均工资比较（除了用数字表示外，也可以用星号画图的方式来直观的表示）；
不同性别员工工资比较；
某部门内部，不同职位员工工资比较；
不同受教育水平人的平均工资比较；
部门最高实发工资等等）
7．具有排序功能（比如将各部门职工工资平均值进行排序，将部门内部职工工资进行排序等等）
各个功能模块简要叙述（具体实现时，并不局限于这些功能，越完善越好）
✧人员基本情况管理：
提供对”人员履历表”数据输入、组合条件查询、统计功能；
✧职工工资管理：
提供对”职工工资表”数据的输入、查询、按统计、显示功能,完成每月对“职工工资表”数据的月统计,以此生成“职工工资总额构成情况表”实现该表的查询、显示功能。
✧职工考勤管理：
提供对各部门“月考勤登记表”数据的录入、查询、统计功能；
4、进销存货物管理系统
该系统能进行简单的货物管理，进货，销售货物，退货等管理
至少包括如下信息：
货物标号，货物名称，货物产地，入库价格，入库时间，现存货物数量，已经销售数量，销售平均单价
每次销售后，都需要对现存货物数量进行更新，对已销售数量进行更新，也需要对销售平均单价进行更新
1．具有建立数据文件（货物管理表）的功能；
4．具有数据删除功能（当一些已经过时陈旧的商品被特价处理后，将其删除，不再进货）；
5．能查询（查找）一些基本信息（如能查询剩余件数小于某个特定值的商品，以便于及时进货）；
（如统计每种货物是否有盈利（将销售平均单价跟入库价格进行比较），所有货物的盈利或亏损等等）
7．具有排序功能（比如对货物盈利水平进行排序比较等等）
5、图书管理系统
该系统能进行简单的图书管理功能
图书编号，图书名称，作者，出版社，总共册数，在馆册数，现存地址，借阅次数
现存地址是假设图书馆有多个书库，不同种类的书存放于不同的地方
1．具有建立数据文件（图书信息）的功能；
3．具有数据修改功能（借书或者还书都需要修改图书数量信息）；
4．具有数据删除功能（当图书因为年代久远，或者遗失，也许需要对其进行删除操作）；
5．能查询（查找）一些基本信息（这里的查询功能应该较为强大，能通过作者进行查询，书名查询，或者结合作者出版社一起进行查询等等）
（如统计每本书的借阅次数，方便将来新近图书。
统计每个书库中图书的数量等等）
7．具有排序功能（比如对每本图书的借阅次数进行排序）
✧新近图书：
在图书信息表中添加相应信息；
✧旧书处理：
在图书信息表中删除相应信息；
✧借书还书：
对图书信息表进行修改，若在馆册书为0，则不允许继续借阅；
✧图书信息的统计
✧图书信息的排序
✧图书信息的查找
6、运动会分数统计
参加运动会有n个学校,学校编号为1……n.比赛分成m个男子项目,和w个女子项目.项目编号为男子1......m,女子m+1......m+w.不同的项目取前五名或前三名积分;
取前五名的积分分别为:
7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：
5、3、2；
哪些取前五名或前三名由同学自己设定。
（m<
=20,n<
=20）
1.可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩；
2.能统计各学校总分；
3.可以按学校编号、学校总分、男女团体总分排序输出；
4.可以按学校编号查询学校某个项目的情况；
可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。
规定：
输入数据形式和范围：
20以内的整数（如果做得更好可以输入学校的名称，运动项目的名称）
输出形式：
有中文提示，各学校分数为整形
界面要求：
有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。
存储结构：
学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。
7、民航订票系统
任务：
通过此系统可以实现如下功能：
1．录入
可以录入航班情况（数据可以存储在一个数据文件中，数据结构、具体数据自定）
2．查询
可以查询某个航线的情况（如，输入航班号，查询起降时间，起飞抵达城市，航班票价，票价折扣，确定航班是否满仓）；
可以输入起飞抵达城市，查询飞机航班情况，最近一天航班的日期和余票额.；
3．订票业务;
据顾客要求（航班号,订票额）查询该航班票额情况,若有余票,办理售票手续,输出座位号;
若已满员或票额不足,则另询顾客要求.若需要,可预约登记排队等候.
4．退票业务:
根据顾客情况（日期,航班）为顾客办理退票手续,然后查询该航班是否有人预约登记,首先询问排在第一位的顾客,若退票额能满足他的要求,则为他办理退票手续,否则依次询问其他排队预约的顾客.
5．修改航班信息：
当航班信息改变可以修改航班数据文件。
基本要求：
1．根据以上功能说明，设计航班信息，订票信息的存储结构，设计程序完成功能；
2．界面要求：
8、校园导游咨询
设计校园导游程序，为来访的客人提供服务。
（1）假设有一所校园的平面图，所含景点不小于10个，请选择适当的坐标来表示出该图上的各个景点。
；
（2）为来访的客人提供从当前位置到其他景点的最短路径的咨询；
（3）必须具有校园平面图的修改和扩充功能（即某些景点坐标的修改和景点个数的增加）。
9、长整数的加减运算
设计一个实现任意长的整数进行加法运算的演示程序
利用双向循环链表实现长整数的存储，每个结点含一个整型变量。
任何整型变量的范围是－（215－1）～（215－1）。
输入输出形式：
按照中国对于长整数的表示习惯，每四位是一组，组间用逗号隔开
更高要求：
（1）长整数的减法
（2）多个长整数的连续加减法，并带括号等。
具体方式可以参见表达式的求值部分，利用栈
测试数据：
（1）0；
0；
应输出“0”
（2）－2345，6789；
－7654，3211；
应输出“－1，0000，0000”
（3）－9999，9999；
1，0000，0000，0000；
应输出“9999，0000，0001”
（4）1，0001，0001；
－1，0001，0001；
（5）1，0001，0001；
－1，0001，0000；
应输出“1”
（6）－9999，9999，9999；
－9999，9999，9999；
应输出“－1，9999，9999，9998”
（7）1，0000，9999，9999；
1；
应输出“1，0001，0000，0000”
实现提示：
（1）每个结点中可以存放的最大整数为215－1＝32767，才能保证两数相加不会溢出。
但若这样存，即相当于按32768进制数存，在十进制数与32768进制数之间的转换十分不方便。
故可以在每个结点中仅存十进制数的4位，即不超过9999的非负整数。
整个链表是为万进制数。
（2）可以利用头结点数据域的符号代表长整数的符号。
用其绝对值表示元素结点数目。
相加过程中不要破坏两个操作数链表。
两操作数的头指针存于指针数组中是简化程序结构的一种方法。
不能给长整数位数规定上限。
10、表达式的求值
表达式求值要求：
例如，输入25*（12-27/3）+2*5=
则程序运行后输出25*（12-27/3）+2*5=85
设计要求：
以字符序列的形式从终端输入不含变量的算术表达式（整数和实数都要考虑），利用给定的算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式的求值，
（1）输入四则表达式（有括号和加减乘除，且表达式中有可能会出现带小数点的浮点数）；
（2）判断表达式是否合法（括号是否匹配）；
（3）按照运算符的优先级计算算术表达式的值。
（1）演示在求值过程中运算符栈、操作数栈的变化过程。
（2）判断表达式的语法是否正确（比如1＋＋2就是错误的）
11、钱币的转换
银行经常需要进行输入输出大小写的转换。
要求：
（1）编写程序实现将阿拉伯数字表示的钱币数，表示为用中文表示的钱币书：
比如输入10.2元，则输出拾元贰角三分
（2）编写程序实现将中文表示的钱币数表示为阿拉伯数字表示的钱币数：
比如输入三角，则输出0.3元
（3）需要注意：
100000，中文表示是拾万元；
0.3元表示为三角。
希望大家把具体情况都能考虑清楚。
设计比较良好的用户提示界面。
12、二叉树的应用－哈夫曼树（电文的编码和译码）
哈夫曼编码/译码器
设计一个哈夫曼编码/译码系统，对字符串进行编码/译码
（1）从键盘输入字符串，以回车结束；
（2）根据字符串中字符出现的概率进行哈夫曼编码；
）
（3）并输出编码结果和编码表；
（4）根据编码结果和编码表还原字符串；
（5）输出编码过程中构造的哈夫曼树。
内容：
理解二叉树的基本概念，并在读懂下面详细描述的算法的情况下，编写一个有关二叉树的简单应用程序－电文的编码和译码
具体实验题目和功能要求如下：
（1）电文编码：
假如有一份电文中共使用5个字符：
a、b、c、d、e，它们的出现频率依次为4、7、5、2、9，试画出对应的哈夫曼树（请按左子树根结点的权小于等于右子树根结点的权的次序构造），并求出每个字符的哈夫曼编码
其中：
得到的哈夫曼树和哈夫曼编码如下。
图1
要求自己编程实现若从键盘输入若干字符，同时并输入它们各自出现的频率，最后能计算并在屏幕上显示出每个字符的代码。
（2）电文译码：
给出一段二进制代码的电文，要求根据前面构造的huffman树进行译码。
在前面编码的基础上，键盘输入一段电文，则能在屏幕上显示出自动翻译好的电文。
比如根据图1显示的哈夫曼树，键盘输入电文如下：
1011010，屏幕上能显示自动翻译的结果为bed
说明事项：
1.通过上面的描述本课程设计题目包括
（1）电文的编码
（2）电文的译码，要求必须用哈夫曼树实现。
2.界面要求：
并要明确，只有在使用哈夫曼树进行编码的前提下，才有可能进行译码。
3.考虑将此程序设计完善，比如可以将编码后的字符代码保存到文件中，将需要翻译的代码保存到另一个文件中，最后把自动翻译后的结果也保存到文本文档中等等。
在这个程序中，首先要构造一棵哈夫曼树，然后才能根据这棵哈夫曼树构造编码。
因此，步骤一：
构造哈夫曼树
步骤二：
根据哈夫曼树为每个字符编码
步骤三：
根据步骤二中构造好的哈夫曼树进行译码
提示：
具体算法见后面的有关哈夫曼树的基础知识介绍
部分代码（仅供参考）如下：
constintN=5;
//叶子结点数目
constintTREENODENUM=2*N-1;
//结点总数
//huffman树结点的结构
typedefchardataType;
typedefstruct
{
floatweight;
dataTypedata;
intlchild,rchild,parent;
}huffmanTreeNode;
//哈夫曼编码的结构
typedefstruct
charbits[N];
//详细的编码，不过是反的，要从cnt开始读
intcnt;
//记录这个字符数由几位bit表示的
//编码要表示的字母
}codeType;
有关哈夫曼树的基础知识介绍
（1）哈夫曼树的定义
哈夫曼树：
设有
个权值
，构造一棵有
个叶子结点的二叉树，每个叶子结点的权值为
，则
最小的二叉树叫哈夫曼树
为权值
为结点到根到路径长度
为叶子结点数
（2）构造Huffman树的方法——Huffman算法
构造Huffman树步骤如下：
①根据给定的n个权值{w1,w2,……wn}，构造n棵只有根结点的二叉树，令其权值为wj
②在森林中选取两棵根结点权值最小的树作左右子树，构造一棵新的二叉树，置新二叉树根结点权值为其左右子树根结点权值之和
③在森林中删除这两棵树，同时将新得到的二叉树加入森林中
④重复上述两步，直到只含一棵树为止，这棵树即哈夫曼树
例如：
第一步：
n棵只有根结点的二叉树，每个结点有相应代表的符号和权值
第二步：
从中挑出权值最小的合并生成一棵新的树，置新生成的二叉树的根结点
第三步：
不断重复第二步，直到只有一个根结点
第四步：
最后完成一棵huffman树
哈夫曼树结点的存储结构
（3）哈夫曼树应用（哈夫曼编码）
哈夫曼树中没有度为1的结点，称为严格的二叉树。
哈夫曼编码：
数据通信用的二进制编码
思想：
根据字符出现频率编码，使电文总长最短
编码：
根据字符出现频率构造哈夫曼树，然后将树中结点引向其左孩子的分支标“0”，引向其右孩子的分支标“1”；
每个字符的编码即为从根到每个叶子到路径上得到到0、1序列
要传输到字符集D＝｛C，A，S，T，；
｝
字符出现频率w＝｛2，4，2，3，3｝
得到的哈夫曼树和哈夫曼编码为
（4）Huffman编码算法的基本思想
从叶子tree[i]出发，利用双亲地址找到双亲结点tree[p]，再利用tree[p]的lchild和rchild指针域判断tree[i]是tree[p]的左孩子还是右孩子，然后决定分配代码是“0”还是“1”，然后以tree[p]为出发点继续向上回溯，直到根结点为止
（5）Huffman译码算法的基本思想
从Huffman树根开始，从待译码电文中逐位取码。
若编码是“0”，则向左走；
若编码是“1”，则向右走，一旦到达叶子结点，则译出一个字符；
再重新从根出发，直到电文结束
13、银行排队系统模拟
假设某银行有n个窗口对外接待客户，从早晨银行9点开门起到5点关门，不断有客户进入银行，由于每个窗口在某个时刻只能接待一个客户。
因此在客户人数众多时需要在每个窗口前顺次排队，对于刚进银行的客户。
如果某个窗口的业务员正空闲，则可上前输业务。
反之，若个窗口均有客户所占，他便会排
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