村村通设计系统
- 设计目的
在计算机科学中，数据结构是一般程序设计的基础。通过综合设计，使学生学会分析研究数据结构的特征，以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法，掌握算法的时间复杂度分析技术。另一方面，综合设计也是复杂程序设计的训练过程，要求学生编写的程序结构符合软件工程规范，培养他们的数据抽象能力、建模能力和算法设计能力，提高复杂问题的解决能力，为后续课程的学习和应用奠定基础。 - 任务与要求
要求学生以3人一组，自由结合，从给定的综合设计题目中进行选择。本次设计题目是设计内容不固定的题目，这就要求学生自己先确定本组设计题目，然后确定具体内容和设计目标，从而为数据结构设计、数据建模和算法设计奠定基础。提交的资料包含综合设计纸质版、电子版及源程序电子版。 - 村通建设模拟系统
3.1 系统（问题）描述
“村村通”是国家一个系统工程，其包涵有：公路、电力、生活和饮用水、电话网、有线电视网、互联网等等。 2004年1月16日，信息产业部下发了《关于在部分省区开展村通工程试点工作的通知》(以下简称《通知》)，同时出台了《农村通信普遍服务——村通工程实施方案》（以下简称村通工程方案），作为一个过渡时期的解决方案。
本系统旨在已知村庄及村庄之间的路径关系及长度，求出总路径最短的网使所有村庄相连通，以及计算给定的两村庄之间最短路径及其长度。
4代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>
#include <string.h>
#define MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点数
#define maxnumber 1000000
int adjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; //联通的顶点值为距离，不连通的顶点值为1000000，adjMatrix[x][y]表示第x-1个与第y-1个顶点间距离
char name[MAX_VERTEX_NUM][100]; // name[i][]存储第i-1个村庄的名称，以字符数组形式存储
int number = 0; //当前村庄数
struct node
{
int start; //边的终点
int end; //边的起点
int weight; //边的权重
} close_edge[MAX_VERTEX_NUM];
void menu();
void init();
void zuixiaoshengchengshu();
void print();
void chazhao();
void gotoxy(int x, int y);
int main()
{
for (int i = 0; i < MAX_VERTEX_NUM; i++)
{
for (int j = 0; j < MAX_VERTEX_NUM; j++)
{
adjMatrix[i][j] = 1000000;
}
}
system("title 村村通");
system("mode con cols=92 lines=33");
char choose;
for (;;)
{
system("cls");
menu();
choose = getch();
switch (choose)
{
case '1':
init();
break;
case '2':
print();
break;
case '3':
zuixiaoshengchengshu();
break;
case '4':
chazhao();
break;
case '5':
int message = MessageBox(NULL, "是否退出？", "友情提示", MB_OKCANCEL);
if (IDOK == message)
return 0;
}
}
}
void gotoxy(int x, int y)
{
HANDLE handle;
COORD coord;
coord.X = x;
coord.Y = y;
handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
SetConsoleCursorPosition(handle, coord);
}
void menu()
{
int k;
system("cls"); //清屏
for (k = 2; k <= 16; k += 2)
{
gotoxy(5, k);
printf("|------------------------|");
}
gotoxy(5, 3);
printf("| 村 村 通 |");
gotoxy(5, 5);
printf("| 菜 单 |");
gotoxy(5, 7);
printf("| 1.输 入 村 庄 |");
gotoxy(5, 9);
printf("| 2.输出各村庄关系矩阵 |");
gotoxy(5, 11);
printf("| 3. 生成最小生成树 |");
gotoxy(5, 13);
printf("| 4.查找两村子最短路径 |");
gotoxy(5, 15);
printf("| 5. 退出系统 |");
gotoxy(5, 18);
printf("温馨提示:输入菜单对应序号进行操作");
gotoxy(5, 18);
printf("祝您使用愉快！");
gotoxy(13, 20);
}
void init()
{
system("cls");
if (number >= MAX_VERTEX_NUM)
{
MessageBox(NULL, "输入超过上限！", "村村通", MB_OK);
return;
}
if (number)
printf("please input the name of the NO.%d village:\n", number + 1);
else
printf("please input the name of the first village:\n");
scanf("%s", name[number]);
number++;
int key = 0;
int num = 0;
for (int i = 0; i < number - 1; i++)
{
int length;
printf("Please input the length of the road between this village with %s:\n", name[i]);
printf("(if the road is not exist, please input -1)\n");
scanf("%d", &num);
if (num == -1)
{
adjMatrix[i][number - 1] = adjMatrix[number - 1][i] = 1000000;
}
else
{
adjMatrix[number - 1][i] = num;
adjMatrix[i][number - 1] = adjMatrix[number - 1][i];
}
}
system("cls");
printf("1. Continue typing\n");
printf("2. Ending typing\n");
scanf("%d", &key);
if (key == 2)
{
return;
}
init();
}
void chazhao()
{
system("cls");
char s1[MAX_VERTEX_NUM], s2[MAX_VERTEX_NUM];
printf("输入村庄名:");
scanf("%s", s1);
printf("\t");
scanf("%s", s2);
int p[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; //记录对应点的最小路径的前驱点，例如p(1,3) = 2 说明顶点1到顶点3的最小路径要经过2
int D[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; //记录顶点间的最小路径值
int v, k, w, m;
for (v = 0; v < number; v++) //初始化floyd算法的两个矩阵
{
for (w = 0; w < number; w++)
{
D[v][w] = adjMatrix[v][w];
p[v][w] = w;
}
}
//这里是弗洛伊德算法的核心部分
// k为中间点
for (k = 0; k < number; k++)
{
// v为起点
for (v = 0; v < number; v++)
{
// w为终点
for (w = 0; w < number; w++)
{
if (D[v][w] > (D[v][k] + D[k][w]))
{
D[v][w] = D[v][k] + D[k][w]; //更新最小路径
p[v][w] = p[v][k]; //更新最小路径中间顶点
}
}
}
}
for (m = 0; m < number; m++)
{
if (strcmp(name[m], s1) == 0)
v = m;
else if (strcmp(name[m], s2) == 0)
w = m;
}
//求V到W的最短路径
printf("\n%s->%s的最短路径为：%d\n", s1, s2, D[v][w]);
k = p[v][w];
printf("path: %s", name[v]); //打印起点
while (k != w)
{
printf("-> %s", name[k]); //打印中间点
k = p[k][w];
}
printf("-> %s\n", name[w]);
system("pause");
}
void zuixiaoshengchengshu()
{
system("cls");
int begin = 1;
int j;
for (j = 0; j < number; j++)
{
if (j != begin - 1)
{
close_edge[j].start = begin - 1;
close_edge[j].end = j;
close_edge[j].weight = adjMatrix[begin - 1][j];
}
}
close_edge[begin - 1].weight = -1;
for (j = 1; j < number; j++)
{
int min = maxnumber;
int k;
int index;
for (k = 0; k < number; k++)
{
if (close_edge[k].weight != -1)
{
if (close_edge[k].weight < min)
{
min = close_edge[k].weight;
index = k;
}
}
}
close_edge[index].weight = -1;
printf("%s----%s-----%d\n", name[close_edge[index].start], name[close_edge[index].end], adjMatrix[close_edge[index].start][close_edge[index].end]);
for (k = 0; k < number; k++)
{
if (adjMatrix[close_edge[index].end][k] < close_edge[k].weight && close_edge[k].weight != -1)
{
close_edge[k].weight = adjMatrix[close_edge[index].end][k];
close_edge[k].start = close_edge[index].end;
close_edge[k].end = k;
}
}
}
system("pause");
}
void print()
{
system("cls");
for (int i = 0; i < number; i++)
{
for (int j = 0; j < number; j++)
{
if (adjMatrix[i][j] == maxnumber)
printf(" -");
else
printf("%5d", adjMatrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
system("pause");
}