数据结构课程设计纸牌游戏.doc

纸牌游戏1. 课程设计目的本课程设计是为了配合数据结构课程的开设，通过设计一完整的程序，使学生掌握数据结构的应用、算法的编写、类C语言的算法转换成C程序并用TC上机调试的基本方法。2.设计方案论证2.1课程设计任务 纸牌游戏，编号为152张牌，正面向上，从第二张开始，以2为基数，是2的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；然后从第三张牌开始，以3为基数，是3的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；直到以52为基数的翻过，输出：这时输出正面向上的牌有哪些？2.2设计思绪2.2.1程序思绪编号为1的牌没有进行翻牌，即翻牌的次数为0，仍然为正面朝上；编号为2的牌在整个过程中只翻了一次，为反面朝上；编号为3的牌在整个过程中只翻了一次，为反面朝上；编号为4的牌在整个过程中翻了两次，为正面朝上；编号为5的牌在整个过程中翻了一次，为反面朝上；编号为6的牌在整个过程中翻了三次（由于6是2、3、6的倍数），为反面朝上；以此类推直至编号为52的牌，从上述过程可以总结出这样的规律：从编号为1的第一张牌到编号为52的最后一张牌，只要它翻过的次数为偶数则是正面朝上，反之则为反面朝上。因此我们可以依据每张牌翻过的次数来拟定它最终是否为正面向上，从而输出实验所需要的结果：所有正面向上的牌的编号。2.2.2数据结构的选择由于编号为152的52张牌没有规定在物理位置上相邻接，且在翻牌操作时要对编号依次进行判断，很容易想到用指针来进行操作。为方便起见，我选用单链表这种数据结构来对52张牌进行链接存储。单链表是有限个具有相同类型的数据元素组成的链表，且该链表中的每一个结点只有一个指针域。根据第一部分的问题分析可知该单链表中每个结点应涉及三个部分：存储该结点所相应的牌的编号信息data域、记录该结点所相应的牌的翻牌次数count域、存储其直接后继的存储位置的next域（指针域），其结点结构图如下（其中data、count为整型，next为指针类型）：故可创建以单链表为存储结构的结构体，如下：type struct node int data ; /牌的编号int count ; /记录翻牌的次数struct node *next ; /指向下一个结点的指针 LinkList； /该单链表为LinkList类型2.2.3概要设计定义了单链表中结点的数据类型后，接下来就要创建单链表。我选用的是尾插法创建带有头结点的单链表，运用malloc函数申请内存空间。然后设计翻牌程序，运用j%i=o的思想，并记录每张牌翻过的次数。再编写输出结果程序，思想是：若翻牌的次数为偶数时则为正面朝上，输出该牌的编号。最后编写主函数，主函数中调用子函数，并输出一些提醒信息。为了实现程序所需的功能，程序中用到三个子函数和一个主函数：子函数1：创建带有头结点的链表的函数 LinkList *creat (int k)子函数2：翻牌函数 LinkList *overcard (LinkList *head)子函数3：输出结果函数 void result（LinkList *head）主函数：void main （ ） 各函数模块间的调用关系如图1所示。maincreatovercardresult 图1各函数调用关系主函数流程图，如图2所示。N初始化工作：char ch;Int k=52; LinkList *head,*pCh=Y调用创建链表函数：Head=creat(k)调用翻牌函数：p=overcard(head,k)调用输出结果函数：result(p)重新选择操作，输入ch值结束图2主函数流程图Y开始2.2.4具体设计和编码（1）定义单链表结点类型：type struct node int data ; /牌的编号int count ; /记录翻牌的次数struct node *next ; /指向下一个结点的指针 LinkList； /该单链表为LinkList类型（2）子函数1：尾插法创建带有头结点的单链表 LinkList *creat (int k)说明：形参k表达单链表中结点的个数建立的过程大体如下：一开始定义LinkList类型的三个指针变量 *head、*p、*q：LinkList *head，*p，*q；定义并初始化记录结点个数的变量i：int i=0；一方面申请头结点空间：head=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList);指针p指向头结点head：p=head;然后运用指针q再申请结点空间：q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList);将结点链接成链表的核心操作如下：while(idata=i+1; /给每个结点的data赋值q-count=0; /给每个结点的count赋值p-next=q; /q链接到p之后p=q; /将q作为新的pq=q-next; /q指针后移q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList);i+;p-next=NULL; /将最后一个结点的next域赋为空return(head);（3）子函数2：翻牌函数 LinkList *overcard(LinkList *head,int k)说明;形参分别指头指针、结点个数定义一个LinkList类型指针p：LinkList *p 由于翻牌时从基数2开始，可以使用for循环：for(int i=2;inext; /p指向首元素结点while(p!=NULL)if(p-data)%i=0) /若牌的编号能被基数i整除，则使p-count+p-count+;p=p-next; /p指针后移return(head);（4）子函数3：输出正面朝上的牌的编号函数 void result(LinkList *head)定义一个LinkList类型指针q：LinkList *q;q=head-next; /q指向首元素结点printf(正面向上的牌编号为：);while(q!=NULL)if(q-count)%2=0) /若翻页的次数为偶数则正面朝上，输出printf(%4d,q-data);q=q-next;printf(n);（5）主函数：void main( )char ch;int k=52; /共有52张牌LinkList *head,*p;printf(执行此程序（Y），不执行此程序（Q）n);scanf(%c,&ch);while(1)if(ch=Y)head=creat(k);p=overcard(head,k);result(p);else if(ch=Q)printf(退出程序！n);break;scanf(%c,&ch);3.设计结果与分析3.1时间、空间性能分析本算法的空间复杂度很低，只需要一个具有52个结点的单链表来存储已编号的52张牌，因此空间复杂度为O(n)。但是该算法的时间复杂度有点高，每个子函数中都用到了循环语句，特别是在翻牌子程序中用到了双重循环，其时间复杂度为O(n2) 。3.2错误分析在初次编写完毕后出了一些语法和拼写上的小错误，导致运营结果不对的。例如翻牌子程序中的用到了for循环：for(int i=2；ik；i+) ,编译时没有错误，经验证，编号第52的牌应为反面朝上，因此上述运营结果并不对的。于是我开始一句句研究代码，发现是循环条件犯错了，应当为for(int i=2；i=k；i+)。出现这个错误是自己很大意，仿造上面的创建链表时的循环条件没有添加等于号而犯错了。这也警示我在编写代码时要边写边思考，防止出现大的错误。3.3运营程序进入主界面后，用户可以根据窗口提醒得到想要的结果。即输入Y则运营该程序，得到所有正面朝上的牌的编号，输入Q则不运营该程序，退出运营窗口。程序开始运营，进入界面，如图3所示。图3程序开始界面用户想要执行程序，选择Y，进入下一界面，如图4所示。图4执行程序界面用户不想要执行程序，选择Q，进入的界面，如图5所示。图5不执行程序界面4设计体会设计一个程序需要按一个完整的环节来进行。一方面必须弄懂程序要解决的是什么问题。在弄懂之后大脑中就要开始构思要用是什么方法来解决问题，在此期间需要“不择手段”，就是可以问同学、老师或者查阅相关资料通过网络等等，动用一切渠道把握别人的精髓来解决问题。完毕后就要把方法赋之于行动，重要是画出流程图和结构图，依照图设计出解决问题的各种算法随后编写出程序。最后完毕调试和纠错。这 方，都觉得挺快乐的，只有通过这个过程才会提高自己的发现问题、分析问题、解决问题的能力，使得思维更加严谨。虽然这次课程设计不是很难，不是做一个比较大的系统，代码不算多，但是我认为要成功地完毕一个程序，涉及完整的实验报告都要投入必要的时间和精力，认真对待，这样我们可以收获不少东西。在这次程序设计中，碰到了许多的问题，深知自己学习的知识还远远不够。这是一种全面综合训练，是与课堂听讲，自学和练习相辅相成的，必不可少的一个教学环节。学习和掌握此门功课，掌握了面向对象程序设计方法，并能边学简朴的程序。在此基础上，通过课程设计的综合训练，培养了我们实际分析问题，编程和动手能力，更系统掌握该门课程的重要内容。这次的课程设计为以后的学习打下了坚实的基础。感谢老师给予我们这次机会，我会继续努力，在学习的这条路上不断攀登！5参考文献1 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术M, 第2版. 北京: 电子工业出版社, 2023.4：305-3502 谭浩强. C程序设计（第三版）M .北京：清华大学出版社,20233 王昆仑. 数据结构与算法M .北京：中国铁道出版社,20234 谭浩强. C程序设计指导M.北京：清华大学出版社,20236附录： 带有注释的源程序#include#includetypedef struct nodeint data; /牌的编号 int count; /记录翻牌的次数 struct node *next; /指向下一个结点的指针LinkList;LinkList *creat(int k) /创建链表函数LinkList *head,*p,*q; int i=0; head=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList);/申请头结点空间 p=head; /指针p指向头结点 q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList); /申请结点空间 while(idata=i+1; /给每个结点的data赋值 q-count=0; /给每个结点的count赋值 p-next=q; /q链接到p之后 p=q; /将q作为新的p q=q-next; /q指针后移 q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList); i+; p-next=NULL; /将最后一个结点的next域赋为空 return(head);LinkList *overcard(LinkList *head,int k) /翻牌函数LinkList *p; for(int i=2;inext; /p指向首元素结点 while(p!=NULL) if(p-data)%i=0) /若牌的编号能被基数i整除，则使p-count+ p-count+; p=p-next; /p指针后移 return(head);void result(LinkList *head) /输出结果函数LinkList *q; q=head-next; /q指向首元素结点 printf(正面向上的牌编号为：); while(q!=NULL) if(q-count)%2=0) /若翻过的次数为偶数则正面朝上，输出 printf(%4d,q-data); q=q-next; printf(n);void main()char ch; int k=52; /共有52张牌 LinkList *head,*p; printf(执行此程序（Y），不执行此程序（Q）n); scanf(%c,&ch); while(1) if(ch=Y) head=creat(k); p=overcard(head,k); result(p); else if(ch=Q) printf(退出程序！n);break; scanf(%c,&ch); 沈 阳 大 沈 阳 大 沈 阳 大 学