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B13计算机科学与技术 《数据结构与算法分析》课程设计任务书 电气与信息工程学院 计算机系 颜 慧 (2014.11) 课程设计目的 2013级计算机科学与技术（本）专业学生在学习《数据结构与算法分析》课程后，进行为期2周的课程设计。本次课程设计要达到如下教学目的： 1．巩固已学过的基础知识。包括：复习巩固顺序表、链表、字符串、栈、队列、数组、矩阵、树与二叉树、图等数据结构的逻辑结构、存储结构和基本操作的实现和应用；递归、查找、排序等技术。 2．提高基础知识的应用水平，对零散的知识点进行整合，形成完整的编程知识，提高编程能力和编程技巧。 3．学会具有一定规模应用项目的分析、设计、实现、调试的方法和步骤，在实践中掌握设计要点。 4．学会自己进行参考资料的收集、整理；掌握课程设计文档的撰写方法和要点。 二．设计课题及要求 本次课程设计由指导教师指定课题。学生运用所学的数据结构的知识，从下面题目中选择一个题目完成。 (一).复杂表达式求值（栈的应用） 设计要求： 求复杂算数表达式的值。 具体要求：设计一个程序，计算含有如下标识符的表达式的值。 (1) 数值：包括整数和实数，数值可带正、负号。 (2) 一般运算符：正号、负号、加、减、乘、除、求模和乘方，其中可以包括括号。 (3) 单词（即运算函数）：abs、sqrt、exp、ln、log10、sin、cos和tanh。 例如：输入一个表达式: 2*sqrt(16)-(-3+5)*(-5)，得到运算结果18 (二). 文字处理程序（字符串的应用） 设计要求：用户可通过键盘输入一页文字，也可以从硬盘上打开一个文件，设计一个可以统计出字符个数的程序（分别统计各种字符和总字符数），并可实现查找、替换、文件的保存、文件的加密和解密等功能。 具体要求： 用户可以输入一页文字，每行最多不超过80个字符，共N行。输入的文字包括英文字母（可大小写）、任何数字及标点符号。将用户输入的文字存储在本地硬盘上。 （1）分别统计出其中的英文字母个数、空格个数、整篇文章总字数（带标点符号），并显示统计信息； （2）统计某一字符串在文章中出现的次数，并输出该次数； （3）允许用户删除某一子串，并将后面的字符前移。可保存更新之后的文章，可允许用户查看更新之后的文章。 （4）查找某个字符串，输出其所在行号和列号。 （5）字符串替换，用某个字符串替换文章中原有字符串，并可保存替换之后的文章。 （6）文本的加密和解密。 (三)．图书管理信息系统（线性表的应用） 设计要求：设计并实现一个图书管理信息系统，用计算机实现图书管理功能。图书管理一般包括：图书采编、图书编目、图书查询、图书流通（借书、还书）等。 具体要求： 读者管理功能：建立读者信息文件，存储读者信息。 图书管理功能：建立图书信息文件，输入若干种书的记录，以书号为关键字；以书名、作者及出版社作为次关键字。 查询功能：用户可根据书号、书名、作者及出版社对图书进行查询，显示查询结果；可根据读者的姓名或借书证编号来查询读者的借书情况。 业务管理：实现图书的借书、还书功能，包括建立图书流通记录信息文件（包括借书记录、还书记录），可进行图书的借阅和归还。 统计图书的借阅次数并进行排序。 (四)．家谱管理程序（二叉树的应用） 设计要求：编写一个程序，采用一棵二叉树表示一个家谱关系，用二叉树实现家谱运算。 具体要求： (1) 文件操作功能：记录输入、记录输出、清除全部文件记录和将家谱记录存盘。初始化：用户可输入一个家族的族谱，输入完成之后可保存在文件中。 在其后的操作中，可从文件里读取族谱信息、增加新的家族成员、修改已有的家族成员、删除已存在的家族成员、可清除所有的家族成员信息。操作完成之后可保存在文件中。 (2) 家谱操作功能：用括号表示法和凹入法输出家谱二叉树，并能查找某人的配偶、所有孩子、所有祖先、兄弟等功能。 (五)．公交车换乘查询系统（图的应用） 设计要求: 根据广州市的公交车情况,由乘客给出上车和下车站的地点, 查询换乘公交车的最佳方案。 具体要求: 建立一个文件存放公交车的路线信息（至少存储5条不同路线的公交车信息）。乘客可查询每一条公交车路线的详细信息。 乘客可通过输入上车和下车站的地点，查询换乘公交车的最佳方案，即输出换乘的公车线路，乘车方向、路经车站和换乘的车站。 三．设计过程 需求分析：分析题目要完成的功能、具体要求，收集资料 总体设计：设计整体的功能结构图和数据表结构 详细设计：设计各功能模块的流程图 编写代码：编写各功能模块的具体实现代码 集成：各功能模块的调试、组合，形成完整的项目 运行和测试：项目的整体调试， 验收：学生演示程序的运行过程，指导教师进行项目验收 四．课程设计文档的撰写工作 1．课程