數據結構課程設計報告紙牌游戲

-.z.學院學生課程設計〔論文〕題目：紙牌游戲學生：00000學號：0所在院(系)：數學與計算機學院專業(yè)：網絡工程班級：2012級1班指導教師：世文職稱：教授2014年01月03日學院教務處制-.z.學院本科學生課程設計任務書題目紙牌游戲1、課程設計的目的通過本課程設計教學所要到達的目的是：培養(yǎng)學生用學到的書本知識解決實際問題的能力；培養(yǎng)實際工作所需要的動手能力；培養(yǎng)學生以科學理論和工程上能力的技術，規(guī)地開發(fā)大型、復雜、高質量的應用軟件和系統(tǒng)軟件具有關鍵性作用；通過課程設計的實踐，學生可以在程序設計方法、上機操作等根本技能和科學作風方面受到比擬系統(tǒng)和嚴格的訓練。2、課程設計的容和要求〔包括原始數據、技術要求、工作要求等〕任務：編號為1-52牌，正面向上，從第2開場，以2為基數，是2的倍數的牌翻一次，直到最后一牌；然后，從第3開場，以3為基數，是3的倍數的牌翻一次，直到最后一牌；然后…從第4開場，以4為基數，是4的倍數的牌翻一次，直到最后一牌；...再依次5的倍數的牌翻一次，6的，7的直到以52為基數的翻過，輸出：這時正面向上的牌有哪些？3、主要參考文獻[1]"數據構造"〔C語言版〕，嚴蔚敏，清華大學，2003．[2]"數據構造題集"，嚴蔚敏，清華大學，2005．[3]"數據構造"〔C語言版〕，大有，高等教育，2004．[4]"DataStructurewithC++"，WilliamFord．WilliamTopp，清華大學，2003．4、課程設計工作進度方案序號時間〔天〕容安排備注11分析設計準備周一22編程調試階段周二至周三31編寫課程設計報告周四41考核周五總計5〔天〕指導教師〔簽字〕日期年月日教研室意見：年月日學生〔簽字〕：承受任務時間：年月日注：任務書由指導教師填寫。課程設計〔論文〕指導教師成績評定表題目名稱紙牌游戲評分工程分值得分評價涵工作表現20%01學習態(tài)度6遵守各項紀律，工作刻苦努力，具有良好的科學工作態(tài)度。02科學實踐、調研7通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產實踐等渠道獲取與課程設計有關的材料。03課題工作量7按期圓滿完成規(guī)定的任務，工作量飽滿。能力水平35%04綜合運用知識的能力10能運用所學知識和技能去發(fā)現與解決實際問題，能正確處理實驗數據，能對課題進展理論分析，得出有價值的結論。05應用文獻的能力5能獨立查閱相關文獻和從事其他調研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。06設計〔實驗〕能力，方案的設計能力5能正確設計實驗方案，獨立進展裝置安裝、調試、操作等實驗工作，數據正確、可靠；研究思路清晰、完整。07計算及計算機應用能力5具有較強的數據運算與處理能力；能運用計算機進展資料搜集、加工、處理和輔助設計等。08對計算或實驗結果的分析能力〔綜合分析能力、技術經濟分析能力〕10具有較強的數據收集、分析、處理、綜合的能力。成果質量45%09插圖〔或圖紙〕質量、篇幅、設計〔論文〕規(guī)化程度5符合本專業(yè)相關規(guī)或規(guī)定要求；規(guī)化符合本文件第五條要求。10設計說明書〔論文〕質量30綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。11創(chuàng)新10對前人工作有改良或突破，或有獨特見解。成績指導教師評語指導教師簽名：年月日-.z.摘要數據構造課程是計算機專業(yè)中必修的核心課程之一，也是一門理論性很強的一門課程，同時也是一門鍛煉程序涉及能力的實踐課程，"數據構造〞成為計算機程序設計的重要理論技術根底，它不僅是計算機學科的核心課程，而且已成為其它理工專業(yè)的熱門選修課。主要包括線性表、樹和二叉樹以及圖等根本類型的數據構造。數據構造是一門研究非數值計算的程序設計問題中計算機的操作對象以及它們之間的關系和運算等的學科，包括數據的邏輯構造、數據的存儲構造和數據的運算這三個方面的容，其中邏輯構造可分為線性構造和非線性構造；存儲構造可分為順序存儲和鏈式存儲兩類，圖那么屬于邏輯構造中的非線性構造。廣度優(yōu)先搜索(BFS)用的隊列一步一步完成的，從而找到的是最短路徑。紙牌游戲課程設計包括紙牌信息的建立、了解其翻拍的原理、并簡明闡述翻牌的具體步驟與流程、最后輸出與打印翻牌結果，整個過程使學生進一步理解和掌握課堂上所學各種根本抽象數據類型的邏輯構造、存儲構造和操作實現算法，以及它們在程序中的使用方法。掌握一般軟件設計的根本容和設計方法，培養(yǎng)學生進展規(guī)化軟件設計的能力。而且使學生掌握使用各種計算機資料和有關參考資料的方法，提高學生進展程序設計的根本能力。關鍵詞：數據構造，紙牌游戲，BFS，遍歷AbstractDatastructurecourseisoneofrequiredcorecurriculuminputermajor,courseisaverypractical,isalsoanexerciseprograminvolvestheabilitytopracticecurriculum,"hasbeeanimportanttheoreticalandtechnicalfoundationofputerprogramdesigndatastructure",itisnotonlythecorecourseofputerscience,andhasbeeahotelectivecourseforothersciencemajors.Mainlyincludesthebasicdatastructuretypelineartable,treeandbinarytreeandgraphoftwo.Datastructureisaresearchofnonputerprogramofnumericalcalculationdesignproblemsinoperatingtheobjectsandtheirrelationshipsandoperationsandotherdisciplines,includinglogicstructure,storagestructureanddataoperationdataofthethreeaspectsofcontent,thelogicalstructurecanbedividedintolinearandnonlinearstructures;storagestructurecanbedividedintosequentialstorageandchainstoretwo,graphbelongstononlinearstructureinthelogicalstructure.Breadthfirstsearch(BFS)withcohortpletedstepbystep,soastofindtheshortestpath.AcardgameSolitaire,curriculumdesignincludesinformationaboutitsprinciple,andexpoundstheflopremakeoftheconcretestepsandprocesses,thefinaloutputandprintflopresults,thewholeprocesstoenablestudentstounderstandandmasterthevariousbasicabstractdatatypescienceclasslogicalstructure,storagestructureandoperationoftherealizationofalgorithm,andtheirintheprocessofusingthemethod.Tomasterthebasiccontentandthegeneraldesignmethodofsoftwaredesign,trainingstudents'abilityofdesignsoftwarespecification.Andtomakethestudentsmastertheuseofvariousputerdataandmethodsforreference,toimprovethestudents'basicabilityofprogramdesign.Keywords:datastructure,cardgames,BFS,traversal-.z.目錄TOC\o"1-3"\h\u30664摘要 I17123Abstract II155651前言 248801.1課題背景 28151.2課程設計目的 2238842相關技術分析 315252.1概要設計 334222.2設計原始數據的輸入及輸出格式 4271142.3算法流程圖 684083設計與實現 7107633.1數據構造 724143.2詳細設計和編碼 7111413.2.1定義全局變量：7125263.2.1主要程序代碼與分析如下：762313.3上機調試過程 1028505測試結果及其分析 11183986用戶使用說明 18250277源代碼 1813690結論 1924849參考文獻 202370附錄 211前言"數據構造"是軟件工程專業(yè)的必修課之一，是一門綜合性的專業(yè)根底課。本課程較系統(tǒng)地介紹了軟件設計中常用的數據構造以及相應的實現算法，如線性表、棧、隊列、樹和二叉樹，圖、檢索和排序等，并對性能進展分析和比擬，容非常豐富。1.1課題背景"數據構造〞旨在使學生學會分析研究數據對象的特性，學會數據的組織方法，以便選擇適宜的數據邏輯構造和存儲構造，以及相應的運算，把現實世界中的問題轉化為計算機部的表示和處理，這是一個良好的程序設計技能訓練的過程。"數據構造〞課程設計不僅可以幫助學生充分理解、穩(wěn)固所學的根本概念、原理和方法，更重要的是能夠針對實際問題來選擇數據構造，設計相應的存儲構造并加以實現，從而最終解決問題。結合數據構造所學知識，要求學生用C語言編程實現一個簡單的紙牌游戲設計。1.2課程設計目的〔1〕使學生進一步理解和掌握課堂上所學各種根本抽象數據類型的邏輯構造、存儲構造和操作實現算法，以及它們在程序中的使用方法。〔2〕使學生掌握軟件設計的根本容和設計方法，并培養(yǎng)學生進展規(guī)化軟件設計的能力?！?〕使學生掌握使用各種計算機資料和有關參考資料，提高學生進展程序設計的根本能力。2相關技術分析2.1概要設計按照題目的要求，首先，應對52牌進展編號并且保存它們的編號信息，編號的類型為整型，而對于這樣固定的數據，使用整型數組是最好的，因此，我們需要在程序的開場定義一共整型的數組，同時，為了方便對翻轉過程的記錄，在定義記錄編號信息的同時，定義一個與之相對應的標記數組，數組類型為整型。該程序的核心為一個嵌套的循環(huán)，所以定義兩個變量i,j作為循環(huán)條件。接著開場對變量進展初始化，首先是編號信息數組，使用for循環(huán)對數組進展1到52的賦值，代表52紙牌，然后對標記數組賦值，將數組的所有的值初始化為零，方便在接下來的循環(huán)中統(tǒng)計每牌的翻牌數。數據初始化完畢后，開場按照要求對紙牌進展翻轉，在嵌套循環(huán)中，定義了一個全局變量Flag，值為-1，負數定義為向下，正數定義為向上，這樣，翻轉一次，即乘以Flag，同時，符合翻轉條件時，標記數組相應的編號的紙牌翻牌次數+1?！家獊砘氐姆Ｈ绻趯掖蔚姆坪?，正面還向上了，那么它就是要輸出的結果之一。循環(huán)完畢后，編號數組中的數據已經更新，因此對數組進展掃描，大于零的即為正面向上的紙牌，輸出其編號即可，同時，輸出標記數組中的值，顯示每牌的翻牌記錄，方便觀察或者尋找規(guī)律。到此，整個題目完畢。2.2設計原始數據的輸入及輸出格式原始數據要求輸入紙牌的根底編號，編號的輸入為整型。輸出的是經過規(guī)律翻轉后正面向上的紙牌的編號。輸入的數據信息如下：紙牌：1、2、3……、51、52。問題直觀分析表：123456789101112……12√√√√√√3√√√√4√√√5√√6√√7√8√9√10√11√12√………………〔注：圖中"√〞表示翻轉一次。〕2.3算法流程圖2.1：算法設計圖開場2.1：算法設計圖開場設一個一維數組card[52]，并將所有變量賦初值為0，表示牌正面朝上2=>jj≤52j=>kk≤52k%j=0翻牌，如果card[k-1]為0，那么變?yōu)?；如果為1，那么變?yōu)?k++輸出card數組中正面朝上的牌的序號完畢j++3設計與實現3.1數據構造按照題目要求，整個主體包括一個嵌套的循環(huán)，外循環(huán)控制從2開場每紙牌都作為基數進展翻牌，循環(huán)控制對所有紙牌進展判斷，如果是當前循環(huán)中基數的倍數，那么對其進展翻轉操作。具體代碼如下：for(i=2;i<=52;i++) { for(j=1;j<=52;j++) { if(j%i==0) data[j-1]=data[j-1]*Flag; } }3.2詳細設計和編碼3.2.1定義全局變量：作為判斷紙牌是否向上的依據，我們需要定義一個全局變量Flag=-1，在循環(huán)中對所有紙牌進展操作。主要程序代碼與分析如下：#defineFlag-1〔考慮到最后要判斷哪些紙牌是正面向上的，所以必須要有一共判斷條件，因此定義一個全局變量作為正反面的判斷條件。〕voidmain(){inti,j,data[52],flag[52];charm;〔在程序開場，建立了兩個數組，一個存放52牌的編號，另外一個存放相應編號的紙牌的翻牌記錄，便于后面對翻牌次數的輸出。〕for(i=1;i<=52;i++){data[i-1]=i;〔通過for循環(huán)，向數組中錄入1-52個數，作為52牌的編號，以便進展接下來的操作〕flag[i-1]=0;〔將flag數組中的相應編號紙牌的翻牌數初始化為0，在接下來的循環(huán)中，需要對翻牌次數進展統(tǒng)計?！硙for(i=2;i<=52;i++)〔嵌套循環(huán)的外循環(huán)，保證基數的循環(huán)。〕{for(j=1;j<=52;j++)〔嵌套循環(huán)的循環(huán)，對每紙牌進展基數的倍數條件判斷〕{if(j%i==0){data[j-1]=data[j-1]*Flag;flag[j-1]++;〔翻牌一次，那么相應的標記數組中該編號的位置數值+1，即將翻牌次數記入flag數組中?！硙}}printf("最后所有正面向上的牌有：");for(i=0;i<52;i++){if(data[i]>0)〔該題目中將大于零的編號定義為正面向上的紙牌的編號〕printf("第%d牌",i+1);}printf("\n");}以上為程序主要代碼的分析。在程序中，主要還包括功能界面，如下：printf("\t\n"); printf("\t\n"); printf("\t歡送進入紙牌游戲\n"); printf("\t1.查看題目\n"); printf("\t2.查看所有紙牌的翻牌次數\n"); printf("\t3.查看指定編號紙牌翻牌記錄\n"); printf("\t4.查看最終正面向上的紙牌編號\n"); printf("\t5.制作人信息\n"); printf("\t0.按0鍵完畢\n"); printf("\t\n"); printf("\t\n");同時，整個功能實現由do-while語句和switch語句組合而成，do-while語句可以保證界面最少運行一次，switch語句保證每個功能獨立實現，通過choice的輸入來進入不同的功能，同時在每個小的獨立功能，我都添加了獨立判斷是否回到主菜單的語句，如下：printf("是否回到主菜單？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; elseif(n=='N') choice=0; elseprintf("***********(提示：輸入錯誤，默認為繼續(xù)。)******\n");整個do-while語句的完畢條件為：choice=0，所以如果用戶輸入為N，那么直接將0賦值給choice，那么符合循環(huán)完畢的條件，那么直接完畢程序，如果輸入為Y，那么break，繼續(xù)循環(huán)，輸入錯誤，沒有對choice任何的賦值操作，即不能滿足完畢條件，那么無論輸入什么都默認為繼續(xù)，break后繼續(xù)循環(huán)。由于程序默認的將回車操作通過getchar()賦值給n,導致不能正常的實現下面的判斷，而直接顯示為輸入錯誤，所以參加兩個n=getchar()語句，保證第二句能夠正確的實現功能，讓用戶自行輸入條件，進展下一步的操作。在整個程序中，存在著大量的輸入判斷條件，如下：if(num<1&&num>52) printf("\t輸入錯誤!\n");這兩句代碼就是對輸入的num值進展判斷，由于紙牌序號為1-52，所以不在這個圍的值都為錯誤值，需要有一個錯誤信息的反應，所以需要對輸入的信息進展判斷，然后通過不同的值對數據進展相應的操作，這對于程序的正確運行，有著至關重要的作用。3.3上機調試過程該程序任務相比照擬簡單，思路較明確。在一開場編寫代碼的時候，在嵌套循環(huán)中，外循環(huán)for的條件(i=2;i<=52;i++)，寫成〔i=1;i<=52;i++〕，導致對每個紙牌的翻轉都多判斷了一次，按照一開場定義的大于零的編號數為正面向上的條件，最后輸出的結果正好相反，經過修改調試后，問題解決。在每個case中參加獨立的判斷是否回到主菜單的語句，一開場getchar〔〕總是不能正確錄入，沒有輸入就直接運行下一個語句，在參加控制語句后經過調試發(fā)現，程序把上一個輸入的回車直接默認賦值給getchar()，導致沒有輸入，直接進展下一個語句，后來使用了兩個連續(xù)的getchar()語句，第一個getchar()語句默認為回車，但是后面一個getchar()語句可以正確的重新輸入判斷值，經過重新的調試，運行正常，問題解決，但是希望能找到更完善的答案。在判斷是否繼續(xù)輸入紙牌編碼的功能中，同樣遇到了這個問題，按照一樣的解決方法解決。整個程序由一個大的do-while語句和switch語句組合實現界面的不同功能，do-while語句通過choice=0作為完畢的條件，在case3中，有一個小的do-while語句實現紙牌編號的重復輸入，在整個程序中有很多信息的輸入，需要根據輸入的信息正確與否來反應信息，否那么會導致程序出錯，所以在調試的過程中參加了很多判斷條件，可以解決信息輸入錯誤的情況，但是仍然存在輸入非整型值程序出錯的問題，所以在輸入條件中參加提示信息，以保證信息類型輸入正確。5測試結果及其分析1.測試結果如下列圖5.1-5.11；2結果分析以注釋的形式寫在圖的下方；圖5.1：MessageBox制作的一個歡送提示5.2：紙牌游戲程序的主功能界面5.3：紙牌游戲程序功能1：查看題目5.4：紙牌游戲程序功能2：查看所有紙牌的翻牌次數5.4.1：續(xù)5.4第一章題目與要求5.4.2：續(xù)5.45.5：紙牌游戲程序功能3：查看指定編號紙牌翻牌記錄5.6：紙牌游戲程序功能4：查看最終正面向上的紙牌編號5.7：紙牌游戲程序完畢畫面5.8：主界面輸入錯誤提示5.9：功能3輸入錯誤提示以及判斷是否需要繼續(xù)查詢紙牌編碼5.10：回主菜單判斷以及輸入錯誤提示5.11：功能5輸出制作人信息6用戶使用說明用戶運行程序，按操作提示進展操作。程序運行環(huán)境VC++6.0。7源代碼見附錄結論這個學期是我第一次接觸"數據構造"，在完成設計的過程中，我遇到了一系列的問題，能明顯感覺到自己在很多方面的缺乏，但另一方面，問題是要分析解決的，找出問題以便為完善學習方案，改變學習容與方法提供實踐依據。所以在整個過程中，我不斷加深了對數據構造的理解與一些程序寫書時要注意的事項，體會了"數據構造"這門課程在解決現實生活問題上的可行性，也更進一步地激發(fā)了我的學習熱情。做一個課程設計要注意很多方面，無論是格式，還是書寫的容和要表達的思想都得嚴格要求自己，所以做起來真的不算容易。本次課程設計涉及了很多知識，由于往日沒有學得很扎實，對某些問題仍然比擬疑惑，所以要進展充足的補習。期間，我翻閱了很多書籍，知識總是聯系很嚴密的，解決完這個問題又發(fā)現了新的問題，之后，為了解決新問題又發(fā)現了更多的問題，就這樣，我得等到一個一個把問題處理完。問題越多，明白的也就會越來越多，做一次課程設計就像從頭到尾做了一次系統(tǒng)的復習，從根底到難點，從輪廓到每個知識點，數據構造的研究容在我的腦海里就再也不像以前那么模糊了。設計程序來解決現在存在的問題，把理論知識付諸于實踐，對于我們這些計算機專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向實踐，這也是我們學習的目的。做完設計，我已深刻體會到了學習這門課程的重要性與必要性了，同時，它留給我很多思考：學習是思考一個的過程，我們應該主動去想學習一門知識后怎么去運用，而不是一味地被動地承受。數據構造及其算法在解決現實生活中的常見問題和書寫軟件設計方面上都有著重要的意義，我們應該好好掌握它的相關知識，在以后的學習過程中，更多的去學會如何運用知識。參考文獻[1].王昆侖、紅"數據構造與算法"：中國鐵道[2].寧國正"數據構造〔C語言版〕"：東南大學[3].嚴尉敏"數據構造〔C語言版〕"：清華大學[4].吳乃陵"C＋＋程序設計"：高等教育[5]譚浩強，基溫，唐永炎編著.C語言程序設計教程.：高等教育，1992[6]譚浩強編著.C語言程序設計.：清華大學，2007[7]嚴蔚敏，吳偉民編著.數據構造(C語言版).:清華大學，2008[8]嚴蔚敏，吳偉民，米寧編著.數據構造題集〔C語言版〕：清華大學，2008[9]愛民編著.離散數學.;郵電大學，2008附錄程序源代碼：#include<stdio.h>#include<windows.h>#defineFlag-1//定義一個全局變量作為正反面的判斷條件。voidmain(){ inti,j,data[52],flag[52],choice,num;//建立兩個數組，一個存放52牌的編號，另外一個存放相應編號的紙牌的翻牌記錄。 charm,n; MessageBox(NULL,"歡送進入紙牌游戲程序!","溫馨提示",MB_ICONASTERISK);//添加了一個MessageBox歡送對話框 for(i=1;i<=52;i++) { data[i-1]=i;//錄入52牌的編號。 flag[i-1]=0;//將相應編號紙牌的翻牌數初始化為0。 } for(i=2;i<=52;i++)//外循環(huán)，基數循環(huán)。 { for(j=1;j<=52;j++)//循環(huán)，基數倍數條件判斷。 { if(j%i==0) { data[j-1]=data[j-1]*Flag;//將翻轉后的結果更新data中的數據。 flag[j-1]++;//翻牌一次，即記入flag數組中。 } } } do{ printf("\t\n"); printf("\t\n"); printf("\t歡送進入紙牌游戲\n"); printf("\t1.查看題目\n"); printf("\t2.查看所有紙牌的翻牌次數\n"); printf("\t3.查看指定編號紙牌翻牌記錄\n"); printf("\t4.查看最終正面向上的紙牌編號\n"); printf("\t5.制作人信息\n"); printf("\t0.按0鍵完畢\n"); printf("\t\n"); printf("\t\n"); printf("請輸入您的選擇〔數字0-5〕：");//主界面 scanf("%d",&choice); switch(choice)//通過switch語句進展功能的選擇 { case1:{ printf("題目\n"); printf("**************************************************************\n"); printf("編號為1-52牌，正面向上，從第2開場，以2為基數，是2的倍數的牌翻一次，"); printf("直到最后一牌；然后，從第3開場，以3為基數，是3的倍數的牌翻一次，"); printf("直到最后一牌；直到以52為基數的翻過，輸出：這時輸出正面向上的牌有哪些？\n"); printf("****************************************************************"); printf("\n"); printf("\n"); printf("是否回到主菜單？(Y/N):");//在每個獨立功能后添加了獨立的判斷語句，從而可以選擇性的回到主菜單。 n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; elseif(n=='N') choice=0;//0作為整個界面的循環(huán)完畢條件，所以直接將choice=0，即可完畢循環(huán)。 elseprintf("**********(提示：輸入錯誤，默認為繼續(xù)。)***********\n"); }break; case2:{ printf("以下為翻牌記錄:\n"); printf("\t第1牌翻過0次。\t"); printf("\n"); printf("\n"); for(i=1;i<52;i++) { printf("\t第%d牌翻過%d次。\t",i+1,flag[i]); if(i%2==0) printf("\n"); } printf("\n"); printf("是否回到主菜單？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; elseif(n=='N') choice=0; elseprintf("**********(提示：輸入錯誤，默認為繼續(xù)。)*************\n"); }break; case3:{ do{ printf("\