數據結構實訓——校園導遊系統
阿新 • • 發佈：2019-01-11
鄰接矩陣 ros 比賽 遊覽 邊表 != arch 分享 png
1 課題描述
設計一個校園導遊程序，為來訪的客人提供各種信息查詢服務。查詢服務有：提供任意景點的信息，提供任意兩點之間的最短路徑，提供任意景點之間的所有路徑，提供多個景點之間的最佳訪問路徑。
2 問題分析和任務定義
任務要求：
1、 設計你的學校的校園平面圖，所含景點10-15個。以圖中頂點表示校園內各景點，存放景點名稱、代號、簡介等信息；以邊表示路徑，存放路徑長度等相關信息。
2、 為來訪客人提供圖中任意景點相關信息的查詢。
3、 為來訪客人提供圖中任意景點的問路查詢，即查詢任意兩個景點之間的一條最短的簡單路徑。
4、 提供圖中任意景點問路查詢，即求任意兩個景點之間的所有路徑。
5、 提供校園圖中多個景點的最佳訪問路線查詢，即求途經這多個景點的最佳路徑。
6、 區分汽車線路與步行線路。
7、 設計一實用的查詢界面和功能菜單。
3 邏輯設計
根據高德地圖獲得山東工商學院的平面圖，根據平面圖抽象出各個景點以及其大體距離和位置關系。
4 詳細設計
景點圖的結構體：
struct vertex///景點信息結構體
{
int num;///景點編號
char name[20];///景點名稱
char info[300];///景點介紹
};
struct maps
{
int n;///點數
int m;///邊數
vertex v[M];
int edgs[M][M];///鄰接矩陣
} ; ///景點圖的結構體
<1>獲得景點信息函數：void Creat_vertex()
將各個景點對應的信息存入景點信息結構體數組中。
<2>生成圖和鄰接矩陣函數： void Creat_maps()
將獲得的景點信息構成鄰接矩陣來存圖。
<3>查詢景點信息函數：void Search_info()
通過選擇菜單，查詢任意一個景點的信息。
<4>多源最短路弗洛伊德算法：void Floyd()
通過弗洛伊德算法實現任意一點到n-1點最短路的建立。
<5>打印最短路徑函數：void Floyd_print(int s, int e)
回溯弗洛伊德算法打印從s點到e點的最短路徑經過的點，並統計所走的總路程。
<6>打印兩點之間所有路徑函數：void Dfs_allpath(int s,int e)
通過DFS深度優先搜索打印從s點到e點的所有路徑。
<7>提供多景點之間最佳路徑函數：void Bestpath_Multispot()
打印多個景點之間的最短路徑，並統計所要走的總路程。
5 程序編碼
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<stack> #define INF 999999 #define M 20 int dist[M][M];///距離 int path[M][M];///路徑 int Stack[M];///路徑棧 int top;///棧頂 int counts;///記錄路徑數 int visited[M];///標記數組 using namespace std; struct vertex///景點信息結構體 { int num;///景點編號 char name[20];///景點名稱 char info[300];///景點介紹 }; struct maps { int n;///點數 int m;///邊數 vertex v[M]; int edgs[M][M];///鄰接矩陣 } g; ///景點圖的結構體 void Creat_vertex() { g.v[0].num=1; strcpy(g.v[0].name,"教職工家屬樓"); strcpy(g.v[0].info,"這是學校老師職工的家屬樓"); g.v[1].num=2; strcpy(g.v[1].name,"大學生活動中心"); strcpy(g.v[1].info,"這是舉辦文藝活動的場所"); g.v[2].num=3; strcpy(g.v[2].name,"餐飲區"); strcpy(g.v[2].info,"這裏集中著學校的三大餐廳，物美價廉"); g.v[3].num=4; strcpy(g.v[3].name,"辦公實驗樓"); strcpy(g.v[3].info,"8樓一下是學生實驗區，以上是領導老師的辦公區域"); g.v[4].num=5; strcpy(g.v[4].name,"四教"); strcpy(g.v[4].info,"這是學校的第四座教學樓"); g.v[5].num=6; strcpy(g.v[5].name,"五教"); strcpy(g.v[5].info,"這是學校的第五座教學樓"); g.v[6].num=7; strcpy(g.v[6].name,"二教"); strcpy(g.v[6].info,"這是學校的第二座教學樓，也是計算機科學與技術學院的系樓"); g.v[7].num=8; strcpy(g.v[7].name,"圖書館"); strcpy(g.v[7].info,"這是學校的圖書館，藏書豐富，是同學們閱讀自習的好去處"); g.v[8].num=9; strcpy(g.v[8].name,"三教"); strcpy(g.v[8].info,"這是學校的第三座教學樓"); g.v[9].num=10; strcpy(g.v[9].name,"體育館"); strcpy(g.v[9].info,"這是學生進行室內比賽和體育活動的場所"); g.v[10].num=11; strcpy(g.v[10].name,"男生宿舍"); strcpy(g.v[10].info,"這是東校男生休息生活區域，有兩座巨大的樓"); g.v[11].num=12; strcpy(g.v[11].name,"東操場"); strcpy(g.v[11].info,"這是東校的田徑操場，同學們都在這裏鍛煉身體"); g.v[12].num=13; strcpy(g.v[12].name,"落雪湖"); strcpy(g.v[12].info,"這是學校的一座人工湖"); } void Creat_maps() { int i,j; g.n=13;///13個景點 g.m=18;///18條雙向路徑 for(i=0; i<g.n; i++) ///初始化鄰接矩陣 { for(j=0; j<g.n; j++) { g.edgs[i][j]=INF; } } g.edgs[0][1]=g.edgs[1][0]=500;///寫入邊的信息 g.edgs[0][2]=g.edgs[2][0]=1000; g.edgs[0][7]=g.edgs[7][0]=500; g.edgs[1][3]=g.edgs[3][1]=200; g.edgs[1][4]=g.edgs[4][1]=200; g.edgs[2][7]=g.edgs[7][2]=400; g.edgs[2][10]=g.edgs[10][2]=300; g.edgs[3][4]=g.edgs[4][3]=300; g.edgs[4][5]=g.edgs[5][4]=300; g.edgs[4][6]=g.edgs[6][4]=100; g.edgs[5][6]=g.edgs[6][5]=300; g.edgs[5][8]=g.edgs[8][5]=200; g.edgs[6][8]=g.edgs[8][6]=200; g.edgs[6][12]=g.edgs[12][6]=100; g.edgs[6][7]=g.edgs[7][6]=200; g.edgs[8][9]=g.edgs[9][8]=500; g.edgs[9][11]=g.edgs[11][9]=450; g.edgs[10][11]=g.edgs[11][10]=300; } void Search_info() { int i,n; printf("山東工商學院東校區的景點有：\n"); for(i=0; i<13; i++) { printf("%d:%s\n",g.v[i].num,g.v[i].name); } while(1) { printf("請輸入你想要查詢的景點編號：\n"); printf("按0退出\n\n"); scanf("%d",&n); getchar(); if(n==0) { break; } else if(n<0||n>13) { printf("輸入有誤，請重新輸入！！！\n\n"); continue; } else { printf("%d:%s\n",g.v[n-1].num,g.v[n-1].name); printf("%s\n\n",g.v[n-1].info); } } return ; } void Floyd() ///弗洛伊德 { int i,j,k; for(i=0; i<g.n; i++) ///初始化距離與路徑矩陣 { for(j=0; j<g.n; j++) { dist[i][j]=g.edgs[i][j]; if(i!=j&&dist[i][j]<INF) { path[i][j]=i; } else { path[i][j]=-1;///-1代表不可達 } } } //printf("%d\n",g.n); for(k=0; k<g.n; k++) { for(i=0; i<g.n; i++) { for(j=0; j<g.n; j++) { if(dist[i][j]>(dist[i][k]+dist[k][j])) { dist[i][j]=dist[i][k]+dist[k][j];///更新 path[i][j]=k; ///path用於記錄最短路徑上的結點*/ } } } } return ; } void Floyd_print(int s, int e) { if(path[s][e]==-1||path[s][e]==e||path[s][e]==s)///遞歸終止條件 { return; } else { Floyd_print(s,path[s][e]);///將中間點作為終點繼續打印路徑 printf("%s->",g.v[path[s][e]].name);///打印中間景點名字 Floyd_print(path[s][e],e);///將中間點作為起點繼續打印路徑 } } void Dfs_allpath(int s,int e) { int dis=0; int i,j; Stack[top]=s; top++; ///起點入棧 visited[s]=1;///標記入棧 for(i=0; i<g.n; i++) { if(g.edgs[s][i]>0&&g.edgs[s][i]!=INF&&!visited[i]) { ///表明兩點可達且未被訪問 if(i==e)///DFS到了終點，打印路徑 { printf("第%d條路:",counts++); for(j=0; j<top; j++) { printf("%s->",g.v[Stack[j]].name); if(j<top-1)///統計路徑長度 { dis=dis+g.edgs[Stack[j]][Stack[j+1]]; } } dis=dis+g.edgs[Stack[top-1]][e]; printf("%s\n",g.v[e].name);///打印終點 printf("總長度是：%dm\n\n",dis); } else///不是終點接著DFS { Dfs_allpath(i,e); top--;///支路全被訪問一遍,頂點出棧 visited[i]=0;///出棧點標記為已出棧，允許下次訪問 } } } } void Bestpath_Multispot() { int vNum[M]= {0}; int i,j,dis; j=1; dis=0;///統計全程總長 printf("請輸入你要遊覽的第%d個景點的編號（輸入-1結束輸入）：",j); scanf("%d",&vNum[j-1]); while(vNum[j-1]!=-1&&j<13) { printf("請輸入你要遊覽的第%d個景點編號：",++j); scanf("%d", &vNum[j-1]); if(vNum[j-1]==-1) { break; } } printf("\n這是最佳訪問路徑："); for(i=0; vNum[i]>0&&vNum[i+1]>0; i++) { printf("%s->",g.v[vNum[i]-1].name);///輸出路徑上的起點 Floyd_print(vNum[i]-1,vNum[i+1]-1);///利用佛洛依德算法 dis+=dist[vNum[i]-1][vNum[i+1]-1]; } printf("%s\n\n",g.v[vNum[j-2]-1].name);///*輸出路徑上的終點*/ printf("全程總長為：%dm\n\n",dis); } void Dis_menu() { printf("\n"); printf(" ************歡迎使用山東工商學院導遊咨詢系統***********\n\n"); printf(" ***** 1.山商景點信息查詢 ******************\n"); printf(" ***** 2.兩景點之間最短路查詢 ******************\n"); printf(" ***** 3.兩景點間所有路徑查詢 ******************\n"); printf(" ***** 4.多景點間訪問路線查詢 ******************\n"); printf(" ***** 5.退出系統 ******************\n"); printf(" *******************************************************\n"); return ; } void Dis_map() { printf("\n *山商東校區校園景點地圖一覽*\n\n"); printf(" ⑽體育館 \n"); printf(" ⑹五教 ⑼三教 ◎------| \n"); printf(" ◎ ◎---------------| | \n"); printf(" |------------| | | \n"); printf(" | |------◎ \n"); printf(" ⑸四教 ⑺二教 | (13)落雪湖| ⑿東操場 \n"); printf(" ◎ ◎ ◎ | | \n"); printf(" ⑷辦公實驗樓◎-------|------------------—-|------|---------| | \n"); printf(" | | | ◎-------| \n"); printf(" | | | ⑾ 男生宿舍 \n"); printf(" | | ◎ | \n"); printf(" ◎⑵大學生活動中心 ⑻圖書館 | \n"); printf(" |--------------------------------| | \n"); printf(" | |---------------⑶餐廳 \n"); printf(" | \n"); printf(" ◎⑴ 職工家屬樓 \n\n"); } int main() { int i,n; int start,ends; Creat_vertex(); Creat_maps(); Dis_map(); while(1) { Dis_menu(); printf("請輸入需要操作的命令：\n"); scanf("%d",&n); getchar(); if(n<1||n>5) { printf("輸入有誤，請重新輸入！！！\n"); continue; } else { if(n==1) { Search_info(); } else if(n==2) { Dis_map(); printf("請輸入起點的景點：\n"); scanf("%d",&start); printf("請輸入終點的景點：\n"); scanf("%d",&ends); Floyd();///弗洛伊德 printf("從%s到%s最短距離是：%d\n",g.v[start-1].name,g.v[ends-1].name,dist[start-1][ends-1]); printf("%s->",g.v[start-1].name); Floyd_print(start-1, ends-1); printf("%s\n",g.v[ends-1].name); } else if(n==3) { Dis_map(); counts=1;///起始路徑數為1 printf("請輸入起點的景點：\n"); scanf("%d",&start); printf("請輸入終點的景點：\n"); scanf("%d",&ends); Dfs_allpath(start-1,ends-1); } else if(n==4) { Dis_map(); Floyd();///弗洛伊德 Bestpath_Multispot(); } else if(n==5) { return 0; } } } return 0; }
6 程序調試與測試
1）主菜單：
2）景點信息查詢
3）兩景點之間最短路徑查詢
4）兩景點之間所有路徑查詢
5）多景點間訪問路線查詢
數據結構實訓——校園導遊系統