数据结构课程设计求最小生成树
##大学
数据结构课程设计报告题目：图的最小生成树
院（系）：
学生姓名:
班级：学号:
起迄日期:
指导教师:
2011—2012年度第 2 学期
一、需求分析
1.问题描述：
设计要求：在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。
存储结构采用多种。求解算法多种。
该题目需要运用最小生成树来解决。最小生成树的代价之和最小，所以是一种最经
济的架设方法。
2.基本功能
该程序是解决城市间架设网络问题的，采用邻接表与邻接矩阵对构造的图进行存储，用普利姆与克鲁斯卡尔算法进行求解。
3.输入输出
首先输入顶点的个数以及边的个数，格式如:4 6。然后输入边的权值，格式如：a b 1。
输出分为四种输出，输出邻接表，邻接矩阵，普利姆算法求得的最小生成树，克鲁斯卡尔求得的最小生成树。最小生成树的格式为：<顶点名顶点名>权值。
二、概要设计
1.设计思路：
问题的解决分别采用普利姆算法已经克鲁斯卡尔算法。
1）普利姆算法就是先选择根，把它放入一个集合U中，剩余的顶点放在集合V中。然后选择该顶点与V中顶点之间权值最小的一条边，依此类推，如果到达最后一个则返回上一个顶点。
2）克鲁斯卡尔算法就是写出所有的顶点，选择权最小的边，然后写出第二小的，依此类推，最终要有个判断是是否生成环，不生成则得到克鲁斯卡尔的最小生成树。
2.数据结构设计：
1.抽象数据类型如下：
ADT Graph
{ 数据对象 V：v是具有相同特征的数据元素的集合，称为顶点集。
数据关系 R：R={VR}
VR={
定义了弧
基本操作：
1)GreatGraph（&G,V,VR）；
初始条件：V是图的顶点集，VR是图中弧的集合。
操作条件：按V和VR的定义构造图G。
2）LocateVex（G,u）；
初始条件：图G存在，u和G中顶点有相同的特征。
操作条件：若G中存在顶点u，则返回该顶点在图中的位置；否则返回
其他信息。
2.存储结构
typedef struct ArcCell
{
int adj;
char *info;
}ArcCell,AdjMatrix[20][20];
typedef struct
{
char vexs[20];//定义一个顶点数组
AdjMatrix arcs;
int vexnum,arcnum;
}MGraph_L;
typedef struct arcnode//弧结点
{
int adjvex;//该弧指向的顶点的位置
struct arcnode *nextarc;//弧尾相同的下一条弧
char *info;//该弧信息
}arcnode;
typedef struct vnode//邻接链表顶点头接点
{
char data;//结点信息
arcnode *firstarc;//指向第一条依附该结点的弧的指针
}vnode,adjlist;
3.软件结构设计：
三、详细设计
1．主函数和其他函数的伪码算法
主函数：
void main()
{
algraph gra;
MGraph_L G;
int i,j,d,g[20][20];
char a='a';
d=creatMGraph_L(G);
creatadj(gra,G);
cout<<"**********************************"< cout<<"**1。用邻接矩阵存储：*************"< cout<<"**2。用邻接表存储：***************"< cout<<"**3。PRIM算法求最经济的架设方法***"< cout<<"**4。KRUSCAL算法最经济的架设方法**"< cout<<"**********************************"< char y='y'; while(y='y') { cout<<"请选择菜单："< cin>>s; switch(s) { case 1: cout<<"用邻接矩阵存储为："< ljjzprint(G); break; case 2: cout<<"用邻接表存储为："< adjprint(gra); break; case 3: for(i=0;i!=G.vexnum;++i) for(j=0;j!=G.vexnum;++j) g[i+1][j+1]=G.arcs[i][j].adj; cout<<"PRIM算法最经济的架设方法为:"< prim(g,d); break; case 4: cout<<"kruscal算法最经济的架设方法为:"< kruscal_arc(G,gra); break; } cout< cin>>y; if(y=='n') break; } } 邻接表的输出： void adjprint(algraph gra)//输出邻接表 { int i; for(i=0;i!=gra.vexnum;++i) { arcnode *p; cout< p=gra.vertices[i].firstarc; while(p!=NULL) { cout< p=p->nextarc; } cout< } } 邻接矩阵的输出： void ljjzprint(MGraph_L G)//输出邻接矩阵 { int i,j; for(i=0;i!=G.vexnum;++i) { for(j=0;j!=G.vexnum;++j) if(G.arcs[i][j].adj==10000) {cout<<"0"<<" ";} else {cout< }cout< } } 创建图并以邻接矩阵表示： int creatMGraph_L(MGraph_L &G)//创建图用邻接矩阵表示 { char v1,v2; int i,j,w; cout<<"请输入城市数（顶点个数）和总道路的个数（弧的个数）:"< for(i=0;i!=G.vexnum;++i) { cout<<"输入城市名"< cin>>G.vexs[i]; } for(i=0;i!=G.vexnum;++i) for(j=0;j!=G.vexnum;++j) { G.arcs[i][j].adj=int_max; G.arcs[i][j].info=NULL; } for(int k=0;k!=G.arcnum;++k) { cout<<"请输入两城市间的距离（权）:"< cin>>v1>>v2>>w;//输入一条边依附的两点及权值 i=localvex(G,v1);//确定顶点V1和V2在图中的位置 j=localvex(G,v2); G.arcs[i][j].adj=w; G.arcs[j][i].adj=w; } cout<<"**********************************"< cout<<"图创建成功"< cout<<"请根据如下进行操作"< return G.vexnum; } 最小生成树kruscal算法： void kruscal_arc(MGraph_L G,algraph gra)//最小生成树kruscal算法{ edg edgs[20]; int i,j,k=0; for(i=0;i!=G.vexnum;++i) for(j=i;j!=G.vexnum;++j) { if(G.arcs[i][j].adj!=10000) { edgs[k].pre=i; edgs[k].bak=j; edgs[k].weight=G.arcs[i][j].adj; ++k; } } int x,y,m,n; int buf,edf; for(i=0;i!=gra.arcnum;++i) acrvisited[i]=0; for(j=0;j!=G.arcnum;++j) { m=10000; for(i=0;i!=G.arcnum;++i) { if(edgs[i].weight { m=edgs[i].weight; x=edgs[i].pre; y=edgs[i].bak; n=i; } } buf=find(acrvisited,x); edf=find(acrvisited,y); edgs[n].weight=10000; if(buf!=edf) { acrvisited[buf]=edf; cout<<"("< cout< } } } 返回V的位置： int localvex(MGraph_L G,char v)//返回V的位置 { int i=0; while(G.vexs[i]!=v) { ++i; } return i; } 最小生成树PRIM算法： int prim(int g[][max],int n) //最小生成树PRIM算法 { int lowcost[max],prevex[max]; //LOWCOST[]存储当前集合U分别到剩余结点的最短路径 //prevex[]存储最短路径在U中的结点 int i,j,k,min; for(i=2;i<=n;i++) //n个顶点，n-1条边 { lowcost[i]=g[1][i]; //初始化 prevex[i]=1; //顶点未加入到最小生成树中 } lowcost[1]=0; //标志顶点1加入U集合 for(i=2;i<=n;i++) //形成n-1条边的生成树 { min=inf; k=0; for(j=2;j<=n;j++) //寻找满足边的一个顶点在U,另一个顶点在V的最小边 if((lowcost[j] { min=lowcost[j]; k=j; } printf("(%d,%d)%d\t",prevex[k]-1,k-1,min); lowcost[k]=0; //顶点k加入U for(j=2;j<=n;j++) //修改由顶点k到其他顶点边的权值 if(g[k][j] { lowcost[j]=g[k][j]; prevex[j]=k; } printf("\n"); } return 0; } int acrvisited[100];//kruscal弧标记数组 int find(int acrvisited[],int f) { while(acrvisited[f]>0) f=acrvisited[f]; return f; } int find(int acrvisited[],int f) { while(acrvisited[f]>0) f=acrvisited[f]; return f; } 3.主要函数的程序流程图，实现设计中主程序和其他子模块的算法，以流程图的形式表示。 Main()函数: Adjprint（）函数： ljjzprint()函数： creatMGraph_L（）函数： creatadj()函数： prim()函数： kruscal_arc()函数： localvex()函数： 4. 画出函数之间的调用关系图。 四、调试分析 1.实际完成的情况说明 程序完成了用prim和kruscal求一个图的最小生成树，并对图以邻接表与邻接矩阵的形式进行存储 2.程序的性能分析 本程序操作简单，方便，能较好较快的完成最小生成树的求解，以及日常生活中，道路的优化，航线的优化，使用性能比较强。 3.上机过程中出现的问题及其解决方案 1）数据之间类型不同，引发数据间交换紊乱。指针空间未分配而导致系统随机给出个错误数据。地址相冲突导致的程序错误。这些都没有语法错误但是在调试中将引起 乱码，是个重要问题，而且会频繁出现。经过多次调试，然后解决了这个问题。 2）在寻找下一结点时，寻找到最小权值边，将其两端的顶点信息及变的权值存储到辅助数组中。在设计解决这些问题的时候用多个for进行循环嵌套实现查找，判断。尤其是prim算法。 3）一些小细节尤其是要注意的。尤其是变量的定义，以及定义的位置。 4.程序中可以改进的地方说明 本程序没有添加判断这个内容，对于一些没有最小生成树的图，没有判断功能。还有就是进行完一个图的运算就要关闭程序，重新再输入新的图。无法对多个图进行运算。 5.程序中可以扩充的功能及设计实现假想。 程序能还可以添加上深度优先遍历和广度优先遍历，那么功能将会更好。 五、测试结果 数据的正确输入： 程序执行菜单： 邻接矩阵存储： 邻接表存储： Prim算法： Kruscal算法： 六、用户手册 1）顶点和弧的输入格式为：数字数字 2）权值的输入格式为：城市名城市名权值 3）然后根据菜单提示完成操作 七、体会与自我评价 数据结构课程设计结束了，可以说我收获了不少东西。我选择的题目是最小生成树的的问题，这个问题看似简单，但是做起来才发现自己的不足。一切事情都必须是亲手去做，才能发现里面的东西。我想之所以要有课程设计这门考试，就是让我们认识到眼高手低这个问题，然后固定一学期以来所学的知识。 在课程设计过程中，我遇到了不少问题，问同学，查资料，虽然麻烦一点，但是得到结果后发现原来这个过程是很美的。课程设计不得不说是对我们的一个历练。让我们对知识认识的更加全面，把握的更加牢固。 刚开始学习离散数学的时候，我觉得那并没有什么用处，但是后来学了数据结构，才发觉他们是紧密相连的。知识总是有一个连接点的，所以如果想提高，必须把所以的知识紧密结合。数据结构，给我们的编程提供了很多算法，这对我们以后的发展尤其重要。学好这么课是必须的。 可以说，我们现在就是一个装了一半水的瓶子，无法平衡一些东西，遇到问题也会有些波澜，对于充实自己，这非常的有必要。让自己稳下来，静下来，吸纳知识，充实自己。平庸之人就得多问，在问问题中认识到自己。落后之人就得多做，在实践中提高自己。 我想，这次课程设计，我不但收获的是知道，更多的是认识自己。只有更好的认识自己，以后的路才可以走的更顺一些。不能说，没有什么坎坷，至少遇到坎坷会随机应变，会越过它。 最后，我要说的是，我会努力，把落下的东西都捡起。我会时刻提醒自己，数据结构对于计算机专业有多么的重要。在以后的程序中，多用，多练，把各种算法了然于胸，虽然做到炉火纯青有些难，但是也要做到驾轻就熟。 源代码 #include #include using namespace std; #define int_max 10000 #define inf 9999 #define max 20 //…………………………………………邻接矩阵定义……………………typedef struct ArcCell { int adj; char *info; }ArcCell,AdjMatrix[20][20]; typedef struct { char vexs[20];//定义一个顶点数组 AdjMatrix arcs; int vexnum,arcnum; }MGraph_L; //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ int localvex(MGraph_L G,char v)//返回V的位置 { int i=0; while(G.vexs[i]!=v) { ++i; } return i; } int creatMGraph_L(MGraph_L &G)//创建图用邻接矩阵表示 { char v1,v2; int i,j,w; cout<<"请输入城市数（顶点个数）和总道路的个数（弧的个数）:"< for(i=0;i!=G.vexnum;++i) { cout<<"输入城市名"< cin>>G.vexs[i]; } for(i=0;i!=G.vexnum;++i) for(j=0;j!=G.vexnum;++j) { G.arcs[i][j].adj=int_max; G.arcs[i][j].info=NULL; } for(int k=0;k!=G.arcnum;++k) { cout<<"请输入两城市间的距离（权）:"< cin>>v1>>v2>>w;//输入一条边依附的两点及权值 i=localvex(G,v1);//确定顶点V1和V2在图中的位置 j=localvex(G,v2); G.arcs[i][j].adj=w; G.arcs[j][i].adj=w; } cout<<"**********************************"< cout<<"请根据如下进行操作"< return G.vexnum; } void ljjzprint(MGraph_L G)//输出邻接矩阵 { int i,j; for(i=0;i!=G.vexnum;++i) { for(j=0;j!=G.vexnum;++j) if(G.arcs[i][j].adj==10000) {cout<<"0"<<" ";} else {cout< }cout< } } typedef struct arcnode//弧结点 { int adjvex;//该弧指向的顶点的位置 struct arcnode *nextarc;//弧尾相同的下一条弧 char *info;//该弧信息 }arcnode; typedef struct vnode//邻接链表顶点头接点 { char data;//结点信息 arcnode *firstarc;//指向第一条依附该结点的弧的指针}vnode,adjlist; typedef struct//图的定义 1.一元稀疏多项式计算器 [问题描述] 设计一个一元稀疏多项式简单计算器。 [基本要求] 输入并建立多项式； 输出多项式，输出形式为整数序列：n, c1, e1, c2, e2,……, cn, en ，其中n是多项式的项数，ci, ei分别是第i项的系数和指数，序列按指数降序排序； 多项式a和b相加，建立多项式a+b; 多项式a和b相减，建立多项式a-b; [测试数据] (2x+5x8-3.1x11)+(7-5x8+11x9)=(-3.1x11+11x9+2x+7) (6x-3-x+4.4x2-1.2x9)-(-6x-3+5.4x2-x2+7.8x15)=(-7.8x15-1.2x9-x+12x-3) (1+x+x2+x3+x4+x5)+(-x3-x4)=(x5+x2+x+1) (x+x3)+(-x-x3)=0 (x+x2+x3)+0=(x3+x2+x) [实现提示] 用带头结点的单链表存储多项式，多项式的项数存放在头结点中。 2.背包问题的求解 [问题描述] 假设有一个能装入总体积为T的背包和n件体积分别为w1, w2, …,wn的物品，能否从n件物品中挑选若干件恰好装满背包，即使w1+w2+…+wn=T，要求找出所有满足上述条件的解。例如：当T=10，各件物品的体积为{1，8，4，3，5，2}时，可找到下列4组解：（1，4，3，2）、（1，4，5）、（8，2）、（3，5，2） [实现提示] 可利用回溯法的设计思想来解决背包问题。首先，将物品排成一列，然后顺序选取物品转入背包，假设已选取了前i件物品之后背包还没有装满，则继续选取第i+1件物品，若该件物品“太大”不能装入，则弃之而继续选取下一件，直至背包装满为止。但如果在剩余的物品中找不到合适的物品以填满背包，则说明“刚刚”装入背包的那件物品“不合适”，应将它取出“弃之一边”，继续再从“它之后”的物品中选取，如此重复，直至求得满足条件的解，或者无解。 由于回溯求解的规则是“后进先出”因此自然要用到栈。 3.完全二叉树判断 用一个二叉链表存储的二叉树，判断其是否是完全二叉树。 4.最小生成树求解（1人） 任意创建一个图，利用克鲁斯卡尔算法，求出该图的最小生成树。 5.最小生成树求解（1人） 任意创建一个图，利用普里姆算法，求出该图的最小生成树。 6.树状显示二叉树 编写函数displaytree(二叉树的根指针，数据值宽度，屏幕的宽度)输出树的直观示意图。输出的二叉树是垂直打印的，同层的节点在同一行上。 [问题描述] 假设数据宽度datawidth=2,而屏幕宽度screenwidth为64=26,假设节点的输出位置用 （层号，须打印的空格数）来界定。 第0层：根在（0，32）处输出； 数据结构课程设计 目录 一. 设计目的.................................................................................................. 错误！未定义书签。 二. 设计内容 (1) 三．概要设计 (1) 1、功能模块图 (1) 2、各个模块详细的功能描述 (2) 四．详细设计 (3) 1．主函数和其他函数的伪码算法 (3) 2、主要函数的程序流程图 (7) 3、函数之间的调用关系图 (15) 五．测试数据及运行结果 (15) 1．正常测试数据及运行结果 (16) 2、非正常测试数据及运行结果 (17) 六．调试情况，设计技巧及体会 (18) 七．参考文献 (19) 八．附录：源代码 (19) 一. 设计目的 课程设计是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧。能够在设计中逐步提高程序设计能力，培养科学的软件工作方法。而且通过数据结构课程设计能够在下述各方面得到锻炼： 1、能根据实际问题的具体情况，结合数据结构课程中的基本理论和基本算法，正确分析出数据的逻辑结构，合理地选择相应的存储结构，并能设计出解决问题的有效算法。 2、提高程序设计和调试能力。通过上机实习，验证自己设计的算法的正确性。学会有效利用基本调试方法，迅速找出程序代码中的错误并且修改。 3、培养算法分析能力。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度，进一步提高程序设计水平。 二. 设计内容 最小生成树问题: 设计要求：在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。存储结构采用多种。求解算法多种。 三．概要设计 1、功能模块图 课程设计说明书 课程名称：数据结构 专业：班级： 姓名：学号： 指导教师：成绩： 完成日期：年月日 任务书 题目：黑白棋系统 设计内容及要求： 1.课程设计任务内容 通过玩家与电脑双方的交替下棋，在一个8行8列的方格中，进行棋子的相互交替翻转。反复循环下棋，最后让双方的棋子填满整个方格。再根据循环遍历方格程序，判断玩家与电脑双方的棋子数。进行大小判断，最红给出胜负的一方。并根据y/n选项，判断是否要进行下一局的游戏。 2.课程设计要求 实现黑白两色棋子的对峙 开发环境：vc++6.0 实现目标： （1）熟悉的运用c语言程序编写代码。 （2）能够理清整个程序的运行过程并绘画流程图 （3）了解如何定义局部变量和整体变量； （4）学会上机调试程序，发现问题，并解决 （5）学习使用C++程序来了解游戏原理。 （6）学习用文档书写程序说明 摘要 本文的研究工作在于利用计算机模拟人脑进行下黑白棋，计算机下棋是人工智能领域中的一个研究热点，多年以来，随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，计算机下棋的水平得到了长足的进步 该程序的最终胜负是由棋盘上岗双方的棋子的个数来判断的，多的一方为胜，少的一方为负。所以该程序主要运用的战术有削弱对手行动战术、四角优先战术、在游戏开局和中局时，程序采用削弱对手行动力战术，即尽量减少对手能够落子的位置；在游戏终局时则采用最大贪吃战术，即尽可能多的吃掉对手的棋子；而四角优先战术则是贯穿游戏的始终，棋盘的四角围稳定角，不会被对手吃掉，所以这里是兵家的必争之地，在阻止对手进角的同时，自己却又要努力的进角。 关键词：黑白棋；编程；设计 数据结构与算法 课程设计报告 课程设计题目：最小生成树问题 专业班级：信息与计算科学1001班 姓名：谢炜学号：100701114 设计室号：理学院机房 设计时间： 2011-12-26 批阅时间： 指导教师：杜洪波成绩： 一、摘要： 随着社会经济的发展，人们的生活已经越来越离不开网络，网络成为人们社 会生活的重要组成部分。我们希望拥有一个宽松的上网环境，以便更好的进行信 息的交流，在此我们有必要提升我们的网络传播速度。从某种程度上来说网络传 播速度代表着一个国家网络化程度的高低。 为了解决网络传输速度的问题我们希望在各个城市之间多架设一些通信网络线路，以缓解网络不够流畅不够便捷的问题。而在城市之间架设网络线路受到资金因素等的限制，我们希望找到一条捷径这样我们即达到了连接了各个城市网络的目的又节省了建设成本。 通过以上的分析我们得出解决此问题的关键在于找到一个短的路径完成网络的假设。在此我们想将各个城市抽象成为一个个节点，连接各个城市之间的网络作为连接各个节点的边。于是我们就将城市的空间分布抽象成为一个网络图，再将各条边的距离抽象成为各节点之间的权值。在原来的基础上建立一个带有权值的网络图。于是原有的问题就转化为找图的最小生成树问题。 我们利用普利姆算法和卡鲁斯卡尔算法找到我们所需要的最小的生成树。 二、问题分析 在n个城市间建立通信网络，需架设n-1条路线。求解如何以最低的经济代价建设此通信网，这是一个最小生成树问题。我们可以利用普利姆算法或者克鲁斯卡尔算法求出网的最小生成树，输入各城市的数目以及各个城市之间的距离。将城市之间的距离当做网中各点之间的权值。 三、实现本程序需要解决的问题 （1）如何选择存储结构去建立一个带权的网络； （2）如何在所选存储结构下输出这个带权网络； （3）如何实现普利姆算法的功能； （4）如何从每个顶点开始找到所有的最小生成树的顶点； （5）如何输出最小生成树的边及其权值 此问题的关键就是利用普利姆算法，找到一个最小上的生成树，在一个就是输出我们所需要的信息，在此我们将各个城市看做是网中的各个顶点城市之间的距离看做是个顶点之间的权值。现在我们问题做如下的分析： 这个问题主要在于普利姆算法的实现。我们将各个城市的空间分布抽象成一个带有权值的网络，这个权值就是任意两个城市之间，各个城市就看做是网络的各个顶点。 我们建立的输入的数据格式为：首先提示输入带权的顶点数目，我定义为整形的数据型，然后输入每条边的信息，即边的两个顶点之间的权值，以十进制整数类型数据，这样我们就建立了一个带权的网络。 问题的输出我是将我们所得到的最小生成树的路线输出出来。 题目的要求就是我们在n个城市之间架设网络得到的最为经济的架设方法，我们进行以上的工作就是在找我们所需要的最小生成树，已解决我们的问题。 四、算法思想 普利姆算法求最小生成树的主要思想 假设N=（V，{E}）是连通网，TE是N上最小生成树中边的集合。算法从U={u0}( u0∈V),TE={}开始，重复执行下述操作：在所有u∈U,v∈V-U的边（u,v）∈E中找一条代价最小的边（u0,v0）并入集合TE，同时v0并入U，直至U=V为止。此时TE中必有n-1条边，则T=（V，{E}）为N的最小生成树。 上海电力学院 数据结构（JAVA）课程设计 题目:____最小生成树_______ 学生姓名：_****___________ 学号：_____*******_______ 院系：计算机科学与技术学院 专业年级： ______*****___级 20**年 *月**日 目录 1.设计题目 (1) 2.需求分析 (1) 1）运行环境 (1) 2）输入的形式和输入值的范围 (1) 3）输出的形式描述 (1) 4）功能描述 (1) 5）测试数据 (1) 3.概要设计 (1) 1）抽象数据类型定义描述 (1) .2）功能模块设计 (1) 3）模块层次调用关系图 (2) 4.详细设计。实现概要设计中定义的所有的类的定义及类中成员函数，并对主要的模块写出伪码算法。 (2) 5.调试分析。包括调试过程中遇到的问题及解决的方法、算法的时间空间复杂性分析、经验体会。 (6) 6.用户使用说明。详细列出每一步的操作说明。 (7) 7. 测试结果 (7) 8.附录：程序设计源代码 (9) 一、设计题目 1).问题描述 若要在 n 个城市之间建设通信网络，只需要架设n-1 条线路即可。如何以最低的经济代价建设这个通信网，是一个网的最小生成树问题。 2). 基本要求 以邻接多重表存储无向带权图，利用克鲁斯卡尔算法或普瑞姆算法求网的最小生成树。 二、需求分析 1）运行环境 软件在JDK运行，硬件支持windows系统 2）输入的形式和输入值的范围 自动生成顶点数据在10~20之间；各个顶点之间权值在25~50之间；通过程序改动亦可生成已知顶点权值之间的最小生成树，需将随机生成代码改为edge edge[]={new edge(0,1,16),new（0,2,18）......}； 将已知顶点、权值通过其函数输入再生成其所对应最小生成树。 3）输出的形式描述 输出随机生成顶点个数以及各个顶点之间权值；然后输出本次生成顶点之间构成的最小生成树。 《数据结构课程设计》报告 题目：课程设计题目2教学计划编制 班级：700 学号：09070026 姓名：尹煜 完成日期：2011年11月7日 一．需求分析 本课设的任务是根据课程之间的先后的顺序，利用拓扑排序算法，设计出教学计划，在七个学期中合理安排所需修的所有课程。 （一）输入形式：文件 文件中存储课程信息，包括课程名称、课程属性、课程学分以及课程之间先修关系。 格式：第一行给出课程数量。大于等于0的整形，无上限。 之后每行按如下格式“高等数学公共基础必修6.0”将每门课程的具体信息存入文件。 课程基本信息存储完毕后，接着给出各门课程之间的关系，把每门课程看成顶点，则关系即为边。 先给出边的数量。大于等于0的整形。 默认课程编号从0开始依次增加。之后每行按如下格式“1 3”存储。此例即为编号为1的课程与编号为3的课程之间有一条边，而1为3的前驱，即修完1课程才能修3课程。 例： （二）输出形式：1.以图形方式显示有向无环图 2.以文本文件形式存储课程安排 （三）课设的功能 1.根据文本文件中存储的课程信息（课程名称、课程属性、课程学分、课程之间关系） 以图形方式输出课程的有向无环图。 拓展：其显示的有向无环图可进行拖拽、拉伸、修改课程名称等操作。 2.对课程进行拓扑排序。 3.根据拓扑排序结果以及课程的学分安排七个学期的课程。 4.安排好的教学计划可以按图形方式显示也可存储在文本文件里供用户查看。 5.点击信息菜单项可显示本人的学好及姓名“09070026 尹煜” （四）测试数据（见六测设结果） 二．概要设计 数据类型的定义： 1.Class Graph即图类采用邻接矩阵的存储结构。类中定义两个二维数组int[][] matrix 和Object[][] adjMat。第一个用来标记两个顶点之间是否有边，为画图服务。第二个 是为了实现核心算法拓扑排序。 2.ArrayList /*分别利用prim算法和kruskal算法实现求图的最小生成树*/ #include if(i==j) GA[i][j]=0; else GA[i][j]=MaxValue; printf("输入%d条无向带权边",e); for(k=0;k 河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：白云学号：Z110702301 专业班级：计算机113班 课程名称：数据结构课程设计 学年学期： 2 01 3—2 014学年第2学期指导教师：郑广 2014年6月 课程设计成绩评定表 目录 一、需求分析说明 (1) 1.1最小生成树总体功能要求 (1) 1.2基本功能 (1) 1.3 模块分析 (1) 二、概要设计说明 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2模块调用图 (2) 2.3数据结构设计 (2) 2.3.1.抽象数据类型 (2) 2.3.2方法描述 (2) 三、详细设计说明 (3) 3.1主函数模块 (3) 3.2邻接表输出子模块 (3) 3.3邻接矩阵输出子模块 (3) 3.4创建邻接矩阵子模块 (3) 3.5创建邻接表子模块 (3) 3.6 Prim子模块 (3) 3.7 Kruscal子模块 (4) 四、调试分析 (4) 4.1实际完成情况说明 (4) 4.2 出现的问题及解决方案 (4) 4.3程序中可以改进的地方 (4) 六、课程设计总结 (7) 七、测试数据 (7) 八、参考书目 (7) 一、需求分析说明 1.1最小生成树总体功能要求 在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。存储结构采用多种。求解算法多种。 1.2基本功能 在n个城市之间建设网络，只需要架设n-1条线路，建立最小生成树即可实现最经济的架设方法。 程序可利用克鲁斯卡尔算法或prim算法生成最小生成树。 1.3 模块分析 主模块：用于生成界面和调用各个子模块。 Kruscal模块：以kruscal算法实现最小生成树。 Prim模块：以prim算法实现最小生成树。 邻接表模块：用邻接表方式存储图。 邻接表输出模块：输出邻接表。 邻接矩阵模块：用邻接矩阵方式存储图。 邻接矩阵模块：输出邻接矩阵。 二、概要设计说明 2.1设计思路 问题的解决分别采用普利姆算法以及克鲁斯卡尔算法。 1) 普利姆算法就是先选择根，把它放入一个集合U中，剩余的顶点放在集合V中。然后选择该顶点与V中顶点之间权值最小的一条边，以此类推，如果达到最后一个则返回上一个顶点。 2) 克鲁斯卡尔算法就是写出所有的顶点，选择权最小的边，然后写出第二小的，以此类推，最终要有一个判断是否生成环，不生成则得到克鲁斯卡尔的最小生成树。 《数据结构》 课程设计报告 学号 姓名 班级 指导教师 安徽工业大学计算机学院 2010年6月 建立二叉树和线索二叉树 1.问题描述： 分别用以下方法建立二叉树并用图形显示出来： 1）用先序遍历的输入序列 2）用层次遍历的输入序列 3）用先序和中序遍历的结果 2.设计思路： 分三个方式去实现这个程序的功能，第一个实现先序遍历的输入数列建立二叉树；第二个是用层次遍历的方法输入序列；第三个是用先序和后序遍历的结果来建立二叉树；三种方法建立二叉树后都进行输出。关键是将这三个实现功能的函数写出来就行了；最后对所建立的二叉树进行中序线索化，并对此线索树进行中序遍历（不使用栈）。 3.数据结构设计： 该程序的主要目的就是建立二叉树和线索二叉树，所以采用树的存储方式更能完成这个程序； 结点的结构如下： typedef struct bnode { DataType data; int ltag,rtag; struct bnode *lchild, *rchild; } Bnode, *BTree; 4.功能函数设计： BTree CreateBinTree() 用先序遍历的方法讲二叉树建立； BTree CREATREE() 用队列实现层次二叉树的创建； void CreatBT()； 用先序和中序遍历的结果建立二叉树； void InThread(BTree t,BTree pre) 中序线索化； 5.编码实现： #include 最小生成树算法分析 一、生成树的概念 若图是连通的无向图或强连通的有向图，则从其中任一个顶点出发调用一次bfs或dfs后便可以系统地访问图中所有顶点；若图是有根的有向图，则从根出发通过调用一次dfs或bfs亦可系统地访问所有顶点。在这种情况下，图中所有顶点加上遍历过程中经过的边所构成的子图称为原图的生成树。 对于不连通的无向图和不是强连通的有向图，若有根或者从根外的任意顶点出发，调用一次bfs或dfs后一般不能系统地访问所有顶点，而只能得到以出发点为根的连通分支（或强连通分支）的生成树。要访问其它顶点需要从没有访问过的顶点中找一个顶点作为起始点，再次调用bfs 或dfs，这样得到的是生成森林。 由此可以看出，一个图的生成树是不唯一的，不同的搜索方法可以得到不同的生成树，即使是同一种搜索方法，出发点不同亦可导致不同的生成树。 可以证明：具有n个顶点的带权连通图，其对应的生成树有n-1条边。 二、求图的最小生成树算法 严格来说，如果图G=（V，E）是一个连通的无向图，则把它的全部顶点V和一部分边E’构成一个子图G’，即G’=（V， E’），且边集E’能将图中所有顶点连通又不形成回路，则称子图G’是图G的一棵生成树。 对于加权连通图，生成树的权即为生成树中所有边上的权值总和，权值最小的生成树称为图的最小生成树。 求图的最小生成树具有很高的实际应用价值，比如下面的这个例题。 例1、城市公交网 [问题描述] 有一张城市地图，图中的顶点为城市，无向边代表两个城市间的连通关系，边上的权为在这两个城市之间修建高速公路的造价，研究后发现，这个地图有一个特点，即任一对城市都是连通的。现在的问题是，要修建若干高速公路把所有城市联系起来，问如何设计可使得工程的总造价最少。 [输入] n（城市数，1<=n<=100） e（边数） 以下e行，每行3个数i,j,w ij，表示在城市i,j之间修建高速公路的造价。 [输出] n-1行，每行为两个城市的序号，表明这两个城市间建一条高速公路。 [举例] 下面的图（A）表示一个5个城市的地图，图（B）、（C）是对图（A）分别进行深度优先遍历和广度优先遍历得到的一棵生成树，其权和分别为20和33，前者比后者好一些，但并不是最小生成树，最小生成树的权和为19。 [问题分析] 出发点：具有n个顶点的带权连通图，其对应的生成树有n-1条边。那么选哪n-1条边呢？设图G的度为n，G=（V，E），我们介绍两种基于贪心的算法，Prim算法和Kruskal算法。 1、用Prim算法求最小生成树的思想如下： ①设置一个顶点的集合S和一个边的集合TE，S和TE的初始状态均为空集； ②选定图中的一个顶点K，从K开始生成最小生成树，将K加入到集合S； ③重复下列操作，直到选取了n-1条边： 选取一条权值最小的边（X，Y），其中X∈S，not (Y∈S)； 将顶点Y加入集合S，边（X，Y）加入集合TE； ④得到最小生成树T =（S，TE） 数据结构课程设计报告题目：最小生成树问题 院（系）：计算机工程学院 学生姓名: 班级：学号: 起迄日期: 指导教师: 2011—2012年度第 2 学期 一、需求分析 1.问题描述： 在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。存储结构采用多种。求解算法多种。 2.基本功能 在n个城市之间建设网络，只需要架设n-1条线路，建立最小生成树即可实现最经济的架设方法。 程序可利用克鲁斯卡尔算法或prim算法生成最小生成树。 3.输入输出 以文本形式输出最小生成树，同时输出它们的权值。通过人机对话方式即用户通过自行选择命令来输入数据和生成相应的数据结果。 二、概要设计 1.设计思路： 因为是最小生成树问题，所以采用了课本上介绍过的克鲁斯卡尔算法和 prim算法两种方法来生成最小生成树。根据要求，需采用多种存储结构，所以我选择采用了邻接表和邻接矩阵两种存储结构。 2.数据结构设计： 图状结构： ADT Graph{ 数据对象V：V是具有相同特性的数据元素的集合，称为顶点集。 数据关系R：R={VR} VR={ 初始条件：图G存在。 操作结果：销毁图G。 LocateVex( G, u ) 初始条件：图G存在，u和G中顶点有相同特征。 操作结果：若G中存在顶点u，则返回该顶点在图中位置；否则返 回其它信息。 GetVex( G, v ) 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。 操作结果：返回v的值。 PutVex( &G, v, value ) 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。 操作结果：对v赋值value。 FirstAdjVex( G, v ) 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。 操作结果：返回v的第一个邻接顶点。若顶点在G中没有邻接顶点， 则返回“空”。 NextAdjVex( G, v, w ) 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点，w是v的邻接顶点。 操作结果：返回v的（相对于w的）下一个邻接顶点。若w是v的 最后一个邻接点，则返回“空”。 InsertVex( &G, v ) 初始条件：图G存在，v和图中顶点有相同特征。 操作结果：在图G中增添新顶点v。 DeleteVex( &G, v ) 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。 操作结果：删除G中顶点v及其相关的弧。 InsertArc( &G, v, w ) 一、高校社团管理 在高校中，为了丰富学生的业余生活，在学校的帮助下，会成立许多社团，少则几个，多则几十个。为了有效管理这些社团，要求编写程序实现以下功能：1．社团招收新成员； 2．修改社团相应信息 3．老成员离开社团 4．查询社团情况； 5．统计社团成员数； 二、简单文本编辑器 设计一个文本编辑器，允许将文件读到内存中，也就是存储在一个缓冲区中。这个缓冲区将作为一个类的内嵌对象实现。缓冲区中的每行文本是一个字符串，将每行存储在一个双向链表的结点中，要求设计在缓冲区中的行上执行操作和在单个行中的字符上执行字符串操作的编辑命令。 基本要求： 包含如下命令列。可用大写或小写字母输入。 R：读取文本文件到缓冲区中，缓冲区中以前的任何内容将丢失，当前行是文件的第一行； W：将缓冲区的内容写入文本文件，当前行或缓冲区均不改变。 I：插入单个新行，用户必须在恰当的提示符的响应中键入新行并提供其行号。 D：删除当前行并移到下一行； F：可以从第1行开始或从当前行开始，查找包含有用户请求的目标串的第一行； C：将用户请求的字符串修改成用户请求的替换文本，可选择是仅在当前行中有效的还是对全文有效的。 Q：退出编辑器，立即结束； H：显示解释所有命令的帮助消息，程序也接受？作为H的替代者。 N：当前行移到下一行，也就是移到缓冲区的下一行； P：当前行移到上一行，也就是移到缓冲区的上一行； B：当前行移到开始处，也就是移到缓冲区的第一行； E：当前行移到结束处，也就是移到缓冲区的最后一行； G：当前行移到缓冲区中用户指定的行； V：查看缓冲区的全部内容，打印到终端上。 三、电话客户服务模拟 一个模拟时钟提供接听电话服务的时间(以分钟计),然后这个时钟将循环的 自增1(分钟)直到达到指定时间为止。在时钟的每个"时刻"，就会执行一次检查来看看对当前电话服务是否已经完成了,如果是,这个电话从电话队列中删除,模 拟服务将从队列中取出下一个电话(如果有的话)继续开始。同时还需要执行一个检查来判断是否有一个新的电话到达。如果是,其到达时间被记录下来,并为其产生一个随机服务时间,这个服务时间也被记录下来,然后这个电话被放入电话队列中,当客户人员空闲时,按照先来先服务的方式处理这个队列。当时钟到达指定时间时,不会再接听新电话,但是服务将继续,直到队列中所偶电话都得到处理为止。 基本要求： （1）程序需要的初始数据包括：客户服务人员的人数，时间限制，电话的到达速率，平均服务时间 （2）程序产生的结果包括：处理的电话数，每个电话的平均等待时间 四、停车场管理 设停车场是一个可停放n辆车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。在停车场内，汽车按到达的先后次序，由北向南依次排列（假设大门在最南端）。若停车场内已停满n辆车，则后来的汽车需在门外的便道上等候，当有车开走时，便道上的第一辆车即可开入。当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出停车场为它让路，待该辆车开出大门后，其他车辆再按原次序返回车场。每辆车离开停车场时，应按其停留时间的交费（从进入便道开始计时）。在这里假设汽车从便道上开走时不收取任何费用 基本要求： （1）汽车的输入信息格式为（到达/离去的标识，汽车牌照号码，到达/离去的时间） 中北大学 数据结构与算法课程设计 说明书 学院、系：软件学院 专业：软件工程 班级： 学生姓名：学号： 设计题目：最小生成树问题 起迄日期: 2015年1月12日- 2015年1月29日指导教师:王秀娟 2015 年1月 29 日 1需求分析 1.1已知一个无向连通网表示n个城市以及城市间可能设置的通信网络线路，其中网的顶点表示城市，边表示两个城市之间的线路，赋于边上的权值表示相应的代价。对于n个点的连通网能建立许多不同的生成树，每一棵生成树都可以是一个通信网。我们要选择一棵生成树，使总的耗费最小。 1.2该无向连通图的建立需要使用两种存储结构，即邻接表和邻接矩阵。 1.3实现最小生成树需要使用两种算法。即普里姆算法和克鲁斯卡尔。 1.4程序通过人机交互实现数据的输入和输出。 2选题要求 设计内容： 在n个城市之间建设网络，只需保证连通即可，求最经济的架设方法。存储结构采用（邻接表和邻接矩阵）两种，采用课本上的两种求解算法。 设计要求： (1) 符合课题要求，实现相应功能； (2) 要求界面友好美观，操作方便易行； (3) 注意程序的实用性、安全性。 3程序设计方法及主要函数介绍 ADT Graph{ 数据对象V;V是具有相同特性的数据元素的集合，成为顶点集。 数据关系R： R = {VR} VR = {（v,w）|v,w为V集合中的元素，（v,w）表示v和w之间存在的路径} 基本操作P; CreateMGraph(MGraph *G) 初始条件：V是图的顶点集，VR是图的边的集合。 操作结果：按V和VR的定义构造图G，用邻接矩阵存储。 CreateALGraph(ALGraph *G) 数据结构课程设计报告 题目：5 班级:计算机1102 学号：4111110030 姓名：陈越 指导老师：王新胜 一：需求分析 1.运行环境 TC 2.程序所需实现的功能 几种排序算法的演示，要求给出从初始开始时的每一趟的变化情况，并对各种排序算法性能作分析和比较： （1）直接插入排序； （2）折半插入排序； （3）冒泡排序； （4）简单选择排序； （5）快速排序； （6）堆排序； （7）归并排序. 二：设计说明 1.算法设计的思想 1）、直接插入排序 排序过程：整个排序过程为n-1趟插入，即先将序列中第1个记录看成是一个有序子序列，然后从第2个记录开始，逐个进行插入，直至整个序列有序。 2)、折半插入排序 排序过程：用折半查找方法确定插入位置的排序叫折半插入排序。 3)、冒泡排序 排序过程：将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较，若为逆序r[1].key>r[2].key，则交换；然后比较第二个记录与第三个记录；依次类推，直至第n-1个记录和第n个记录比较为止——第一趟冒泡排序，结果关键字最大的记录被安置在最后一个记录上。对前n-1个记录进行第二趟冒泡排序，结果使关键字次大的记录被安置在第n-1个记录位置。重复上述过程，直到“在一趟排序过程中没有进行过交换记录的操作”为止 4)、简单选择排序 排序过程：首先通过n-1次关键字比较，从n个记录中找出关键字最小的记录，将它与第一个记录交换。再通过n-2次比较，从剩余的n-1个记录中找出关键字次小的记录，将它与第二个记录交换。重复上述操作，共进行n-1趟排序后，排序结束。 5)、快速排序 基本思想：通过一趟排序，将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录进行排序，以达到整个序列有序。 排序过程：对r[s……t]中记录进行一趟快速排序，附设两个指针i和j，设枢轴记录rp=r[s]，x=rp.key。初始时令i=s,j=t。首先从j所指位置向前搜索第一个关键字小于x的记录，并和rp交换。再从i所指位置起向后搜索，找到第一个关键字大于x的记录，和rp交换。重复上述两步，直至i==j为止。再分别对两个子序列进行快速排序，直到每个子序列只含有一个记录为止。 6)、堆排序 排序过程：将无序序列建成一个堆，得到关键字最小（或最大）的记录；输 算法设计与分析课程设计报告 学院计算机科学与技术 专业计算机科学与技术 年级2011 姓名XXX 学号 2013年5 月19 日 题目：最小生成树问题的算法实现及复杂度分析 摘要：该程序操作简单，具有一定的应用性。数据结构是计算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础，在计算机领域中有着举足轻重的作用，是计算机学科的核心课程。而最小生成树算法是算法设计与分析中的重要算法，最小生成树也是最短路径算法。最短路径的问题在现实生活中应用非常广泛，如邮递员送信、公路造价等问题。本设计以Visual Studio 2010作为开发平台，C/C++语言作为编程语言，以邻接矩阵作为存储结构，编程实现了最小生成树算法。构造最小生成树有很多算法，本文主要介绍了图的概念、图的遍历，并分析了PRIM 经典算法的算法思想，最后用这种经典算法实现了最小生成树的生成。 引言：假设要在n个城市之间建立通信联络网，则连接n个城市只需要n-1条线路。这时，自然会考虑这样一个问题，如何在节省费用的前提下建立这个通信网？自然在每两个城市之间都可以设置一条线路，而这相应的就要付出较高的经济代价。n个城市之间最多可以设置n（n-1）/2条线路，那么如何在这些可能的线路中选择n-1 条使总的代价最小呢？可以用连通网来表示n 个城市以及n个城市之间可能设置的通信线路，其中网的顶点表示城市，边表示两个城市之间的线路，赋予边的权值表示相应的代价。对于n个顶点的连通网可以建立许多不同的生成树，每一个生成树都可以是一个通信网。现在要选择这样一棵生成树，也就是使总的代价最小。这个问题便是构造连通网的最小代价生成树（简称最小生成树）的问题。最小生成树是指在所有生成树中，边上权值之和最小的生成树，另外最小生成树也可能是多个，他们之间的权值之和相等。一棵生成树的代价就是树上各边的代价之和。而实现这个运算的经典算法就是普利姆算法。 《数据结构》课程设计手册 一、 栈的使用 （一）需求分析 本程序通过java 语言完成栈的构造，对堆栈的数据进行基本的存储操作。具体包括，数据的入栈、出栈、读取等。 入栈操作：要求用户从键盘出入要进栈的数值或字符，对栈满的情况作出提示。 出栈操作：删除栈顶元素，并将删除的数据或字符在运行结果中显示。对栈空的情况作出提示。 读取操作：在插入和删除的任意阶段都可讲栈中的元素读取出来，能够实现对栈中的数据元素个数进行统计。 （二）概要设计 1.为了实现上述程序功能，需要定义栈的数据类型有： static int MAX=5; static String[] item =new String[MAX]; static int top; 2.本程序包含4个函数 Push() 初始条件：栈未满 操作结果：往栈中插入数据； Pop() 初始条件：存在非空栈 操作结果：将栈中的数据删除； Get() 初始条件：存在非空栈 操作结果：显示非空栈中的所有元素； Main() 操作结果：调用以上函数。 程序流程图： Main() Pop() Push() Get() （三）详细设计 具体代码见Stack.java 基本操作： Stack()构造一个空的栈，初始状态top的指针为-1； 入栈方法public static void push()。该方法中，首先判断是否栈满(top>=MAX-1)，如果栈满，则输出提示语“栈满 ,栈中最多能容纳5个元素”，否则从键盘输入数据，并且top指针加1。 出栈方法public static void pop()。首先判断是否栈空(top<0)，如果栈空，则输出提示信息“栈空 ,没有可操作的元素”，否则删除栈顶元素。Top指针减1。 求出下图的最小生成树 解：MATLAB程序： % 求图的最小生成树的prim算法。 % result的第一、二、三行分别表示生成树边的起点、终点、权集合 % p——记录生成树的的顶点，tb=V\p clc;clear; % a(1,2)=50; a(1,3)=60; % a(2,4)=65; a(2,5)=40; % a(3,4)=52;a(3,7)=45; % a(4,5)=50; a(4,6)=30;a(4,7)=42; % a(5,6)=70; % a=[a;zeros(2,7)]; e=[1 2 20;1 4 7;2 3 18;2 13 8;3 5 14;3 14 14;4 7 10;5 6 30;5 9 25;5 10 9;6 10 30;6 11 30;7 8 2;7 13 5;8 9 4;8 14 2;9 10 6;9 14 3;10 11 11;11 12 30]; n=max([e(:,1);e(:,2)]); % 顶点数 m=size(e,1); % 边数 M=sum(e(:,3)); % 代表无穷大 a=zeros(n,n); for k=1:m a(e(k,1),e(k,2))=e(k,3); end a=a+a'; a(find(a==0))=M; % 形成图的邻接矩阵 result=[];p=1; % 设置生成树的起始顶点 tb=2:length(a); % 设置生成树以外顶点 while length(result)~=length(a)-1 % 边数不足顶点数-1 temp=a(p,tb);temp=temp(:); % 取出与p关联的所有边 d=min(temp); % 取上述边中的最小边 [jb,kb]=find(a(p,tb)==d); % 寻找最小边的两个端点(可能不止一个) j=p(jb(1));k=tb(kb(1)); % 确定最小边的两个端点 result=[result,[j;k;d]]; % 记录最小生成树的新边 p=[p,k]; % 扩展生成树的顶点 tb(find(tb==k))=[]; % 缩减生成树以外顶点 end result % 显示生成树（点、点、边长） weight=sum(result(3,:)) % 计算生成树的权 程序结果： result = 1 4 7 8 14 7 9 13 10 10 14 10 11 4 7 8 14 9 13 10 2 5 11 3 6 12 7 10 2 2 3 5 6 8 9 11 1 4 30 30 weight = 137 附图 最小生成树的权是137 《数据结构》期末课程设计 题目第8题：最小生成树问题学院计算机学院 专业 班别 学号 姓名陈聪 2015年7月6日 一、需求分析 1、问题描述 若要在n个城市之间建设通讯网络，只需要架设n-1条线路即可。如何以最低的经济代价建设这个通讯网，是一个网的最小生成树问题。 2、基本要求 （1）利用克鲁斯卡尔算法求网的最小生成树。 （2）实现并查集。以此表示构造生成树过程中的连通分量。 （3）以文本形式输出生成树中各条边以及他们的权值。 3、实现提示 通讯线路一旦建立，必然是双向的。因此，构造最小生成树的网一定是无向网。设图的顶点数不超过30个，并为简单起见，网中边的权值设成小于100的整数，可利用C语言提供的随机数函数产生。 图的存储结构的选取应和所作操作向适应。为了便于选择权值最小的边，此题的存储结构既不选用邻接矩阵的数组表示法，也不选用邻接表，而是以存储边(带权)的数组即边集数组表示图。 二、详细设计 根据课设题目要求，拟将整体程序分为三大模块，分别是：图的存储结构，并查集的实现，克鲁斯卡尔算法的实现。 1、边集数组的类型定义： typedef struct { int x, y; int w; }edge; x表示起点，y表示终点，w为权值。 2、并查集功能的实现由以下函数实现： Make_Set(int x)初始化集合； Find_Set(int x) 查找x元素所在的集合,回溯时压缩路径； Union(int x, int y, int w)合并x,y所在的集合。 3、克鲁斯卡尔算法的实现 该算法的实现位于主函数中： qsort(e, n, sizeof(edge), cmp); //将边排序 printf("最小生成树的各条边及权值为：\n"); for (i = 0; i < n; i++) { x = Find_Set(e[i].x); y = Find_Set(e[i].y); if (x != y ) { printf("%c - %c : %d\n", e[i].x + 'A', e[i].y + 'A', e[i].w); Union(x, y, e[i].w); } } 4、设计中还包含以下函数： （1）/* 比较函数，按权值(相同则按x坐标)非降序排序*/ int cmp(const void *a, const void *b) { if ((*(edge *)a).w == (*(edge *)b).w) { return (*(edge *)a).x - (*(edge *)b).x; } return (*(edge *)a).w - (*(edge *)b).w; } （2）快排函数qsort,包含在stdlib.h头文件里 qsort(e, n, sizeof(edge), cmp); （3）C语言提供的随机数函数srand( unsigned int seed ); 使用随机数函数如下： srand( (unsigned)time( NULL ) ); for( i = 0; i < n;i++ )数据结构课程设计
最小生成树问题课程设计报告
数据结构课程设计报告模板
数据结构课程设计最小生成树问题
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求出下图的最小生成树
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