数据结构课程设计航班查询系统实验报告.doc

数据结构课程设计航班查询系统实验报告

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2020年4月19日
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目 录

一、概述 1
二、系统分析 1
1.航班信息的查询与检索 1
2.航班信息查询与检索数据结构理论 1
三、概要设计 2
1.系统的功能 2
2.系统模块分析及其流程图 3
四、详细设计 6
1.各函数说明 6
2.定义相关数据类型 8
3. 航班信息的查询 9
五、 运行由于测试 12
六、总结与心得 16
参考文献 16
附录 16

一、概述
随着信息产业的飞速发展，信息化管理及查询已经进入并应用到各行各业，影响着人们的价值观念和生活方式。因此，要提高企业信息化建设，利用先进的办公自动化系统来实现企业内部信息管理、共享及交流，从而提高企业综合实力。
本次设计是针对航班的查询系统，该设计要求对飞机航班信息进行排序和查询。可按航班的航班号、起点站、终点站等信息进行航班信息的查询。
二、系统分析
1.航班信息的查询与检索
进入系统后，首先提示输入航班的信息，包括：航班号、起点站、终点站、班期、起飞时间、到达时间、飞机型号及票价等，票价为整型，其它为字符型。
当输入完一个信息后会提示是否继续输入，重复以上步骤输入全部的信息。
进入主菜单后会给出用户操作的界面，根据提示进行航班信息的查询。

2.航班信息查询与检索数据结构理论

针对在本该类系统中的数据的处理情况，本系统采用二分查找法、基数排序法、最高位优先法。
二分查找法也称为折半查找法，它充分利用了元素间的次序关系，采用分治策略，可在最坏的情况下用O(log n)完成搜索任务。它的基本思想是，将n个元素分成个数大致相同的两半，取a[n/2]与欲查找的x作比较，如果x=a[n/2]则找到x，算法终止。如 果x<a[n/2]，则我们只要在数组a的左半部继续搜索x（这里假设数组元素呈升序排列）。如果x>a[n/2]，则我们只要在数组a的右 半部继续搜索x。
对航班号的排序是采用的基数排序法。基数排序法又称“桶子法”（bucket sort）或bin sort，顾名思义，它是透过键值的部份资讯，将要排序的元素分配至某些“桶”中，藉以达到排序的作用，基数排序法是属于稳定性的排序，其时间复杂度为O (nlog(r)m)，其中r为所采取的基数，而m为堆数，在某些时候，基数排序法的效率高于其它的比较性排序法。
最高位优先(Most Significant Digit first)法，简称MSD法：先按k1排序分组，同一组中记录，关键码k1相等，再对各组按k2排序分成子组，之后，对后面的关键码继续这样的排序分组，直到按最次位关键码kd对各子组排序后。再将各组连接起来，便得到一个有序序列。最低位优先(Least Significant Digit first)法，简称LSD法：先从kd开始排序，再对kd-1进行排序，依次重复，直到对k1排序后便得到一个有序序列。

三、概要设计
1.系统的功能

本任务要求对飞机航班信息进行排序和查找。可按航班的航班号、起点站、到达站、起飞时间以及到达时间等信息进行查询。本设计主要是对排序以及查找等概念进行综合练习。以链式基数排序为主线，用到二分查找和顺序查找等知识，还有建立静态链表等相关概念。
航班信息查询系统
按航班号查询

退出系统
输入航班信息
按起点站查询
按终点站查询
按到达时间查询
按起飞时间查询

2.系统模块分析及其流程图

（1）航班排序
对输入系统内的航班首先要进行排序，我们采用的基数排序，从低位到高位依次对关键字进行分配和收集，分两段实现其算法流程图。

N
每段进行串式基数排序
Y
开始
输入数据数组，基数n,长度Max
分配收集操作轮数nT=0
将数据分成P段每段n/p个
nT+=1
nT=Max
结束

（2)时间查找

根据航班的起飞时间（到达时间）查找航班的信息。
开始
输入查询时间
Time=1
按抵达时间查询
按起飞时间查询
返回查询信息
否
是

（3)二分法查找功能

开始
输入航班号
输入航班号对应序号
Low<=high
Mid=(high+low)/2
Low=mid+1
Num=[mid]
fight number
Num<[mid]
fight number

返回
High=mid+1
否
是

（4)显示功能
显示功能是将所求单词的所有行列信息依次显示在屏幕上。
四、详细设计
1.各函数说明

1.一趟分配函数
void distribute_c(slnode *sl,int i,arrtype_c f,arrtype_c e)
{//一趟字母分配字符函数
int j,p;
for(j=0;j<radix_c;j++)
{
f[j]=e[j]=0;
}
for(p=sl[0].next;p;p=sl[p].next)
{
j=sl[p].keys[i]%65;
if(!f[j])
f[j]=p;
else
sl[e[j]].next=p;
e[j]=p;
}
}
2.一趟收集函数
void collect_c(slnode *sl,int i,arrtype_c f,arrtype_c e)
{
int j,t;
for(j=0;!f[j];j++);
sl[0].next=f[j];
t=e[j];
while(j<radix_c-1)
{
for(j=j+1;j<radix_c-1&&!f[j];j++);
if(f[j])
{
sl[t].next=f[j];
t=e[j];
}
}
sl[t].next=0;
}
3.链式基数排序
void radixsort(sllist &l)//链式基数排序函数
{
int i;
arrtype_n fn,en;
arrtype_c fc,ec;
for(i=0;i<l.length;i++)
l.sl[i].next=i+1;
l.sl[l.length].next=0;
for(i=l.keynum-1;i>=2;i--)
{
distribute(l.sl,i,fn,en);
collect(l.sl,i,fn,en);
}
for(i=1;i>=0;i--)
{
distribute_c(l.sl,i,fc,ec);
collect_c(l.sl,i,fc,ec);
}
}
4.二分法查找函数
int binsearch(sllist l,keytype key[])
{
int low,high,mid;
low=1;
high=l.length;
while(low<=high)
{
mid=(low+high)/2;
if(strcmp(key,l.sl[mid].keys)==0)
return mid;
else if(strcmp(key,l.sl[mid].keys)<0)
high=mid-1;
else
low=mid+1;
}
return 0;
}

2.定义相关数据类型

根据设计要求我们知道所用的记录中只有航班信息，因此要定义相关的数据类型，其源程序如下：
typedef struct
{
char start[6];//起点
char end[6]; //终点
char sche[10];//班期
char time1[5];//起飞时间
char time2[5];//到达时间
char model[4];//机型
int price; //票价
}infotype; //航班记录类型
typedef struct
{
keytype keys[keylen];//关键字，航班号
infotype others;
int next;
}slnode; //静态链表类型
typedef struct
{
slnode sl[maxspace];//静态链表，sl[0]为头结点
int keynum; //记录当前关键字字符个数
int length; //当前表长
}sllist; //静态链表类型
typedef int arrtype_n[radix_n];//十进制数字指针
typedef int arrtype_c[radix_c];//26个字母指针

3. 航班信息的查询

航班信息的查询，能够根据不同的用户需求采用按航班号、起点站、终点站、起飞时间、到达时间来进行查询，其源代码如下。
void searchcon(sllist l)
{
keytype key[keylen];
int i=1,k;
while(i>=1&&i<=5)
{
printf("\n ********************\n");
printf(" * 航班信息查询系统 *\n");
printf(" ********************\n");
printf(" * 1.航 班 号 *\n");
printf(" * 2.起 点 站 *\n");
printf(" * 3.终 点 站 *\n");
printf(" * 4.起飞时间 *\n");
printf(" * 5.到达时间 *\n");
printf(" * 0.退出系统 *\n");
printf(" ********************\n");
printf(" 请选择(0-5):");
scanf("%d",&i);
printf("\n");
switch(i)
{
case 1:printf("输入要查询的航班号(字母要大写):");
scanf("%s",key);
k=binsearch(l,key);
printf("*************************************************************\n");
if(k==0)
printf("* 无此航班信息，可能是输入错误！ *\n");
else
{
printf("* 航班号 起点站 终点站 航班期 起飞时间 到达时间 机型 票价 *\n");
printf("* %-8s%-7s%-6s%-11s%-9s%-7s%-5s%4d *\n",l.sl[k].keys,l.sl[k].others.start,l.sl[k].others.end,l.sl[k].others.sche,l.sl[k].others.time1,l.sl[k].others.time2,l.sl[k].others.model,l.sl[k].others.price);
}
printf("*************************************************************\n");
break;
case 2:printf("输入要查询的航班起点站名:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 3:printf("输入要查询的航班终点站名:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 4:printf("输入要查询的航班起飞时间:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 5:printf("输入要查询的航班到达时间:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 0:printf("\n\n\n 再 见\n\n\n");
}
}
}

五、 运行由于测试

六、总结与心得
在本次试验中，遇到了很多的问题。首先，按照书上的代码输入后，有很多错误，发现里面的代码有顺序不正确，有没有定义的等问题，经过修改解决了这些问题。其次，就是在输入时遇到了输入不当得问题，修改输入方法后得到了修改。最后，便是对几个算法的理解不是很透彻，对算法的具体实现了解不深。
针对以上问题，对各个算法解读了还几次，对算法的理解有了一定的理解，对整个系统运行有了全面的了解。

参考文献
[1]严蔚敏 吴伟民.数据结构（C语言版）. 北京:清华大学出版社. .
[2]谭浩强.C程序设计.北京:清华大学出版社.1999.12.
[3]苏仕华.数据结构 课程设计.机械工业出版社

附录
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define maxspace 100
#define keylen 7
#define radix_n 10
#define radix_c 26
typedef char keytype;
typedef struct
{
char start[6];
char end[6];
char sche[10];
char time1[5];
char time2[5];
char model[4];
int price;
}infotype;
typedef struct
{
keytype keys[keylen];
infotype others;
int next;
}slnode;
typedef struct
{
slnode sl[maxspace];
int keynum;
int length;
}sllist;
typedef int arrtype_n[radix_n];
typedef int arrtype_c[radix_c];

void distribute(slnode *sl,int i,arrtype_n f,arrtype_n e)
{
int j,p;
for(j=0;j<radix_n;j++)
{
f[j]=e[j]=0;
}
for(p=sl[0].next;p;p=sl[p].next)
{
j=sl[p].keys[i]%48;
if(!f[j])
f[j]=p;
else
sl[e[j]].next=p;
e[j]=p;
}
}

void collect(slnode *sl,int i,arrtype_n f,arrtype_n e)
{
int j,t;
for(j=0;!f[j];j++);
sl[0].next=f[j];
t=e[j];
while(j<radix_n-1)
{
for(j=j+1;j<radix_n-1&&!f[j];j++);
if(f[j])
{
sl[t].next=f[j];
t=e[j];
}
}
sl[t].next=0;
}

void distribute_c(slnode *sl,int i,arrtype_c f,arrtype_c e)
{
int j,p;
for(j=0;j<radix_c;j++)
{
f[j]=e[j]=0;
}
for(p=sl[0].next;p;p=sl[p].next)
{
j=sl[p].keys[i]%65;
if(!f[j])
f[j]=p;
else
sl[e[j]].next=p;
e[j]=p;
}
}

void collect_c(slnode *sl,int i,arrtype_c f,arrtype_c e)
{
int j,t;
for(j=0;!f[j];j++);
sl[0].next=f[j];
t=e[j];
while(j<radix_c-1)
{
for(j=j+1;j<radix_c-1&&!f[j];j++);
if(f[j])
{
sl[t].next=f[j];
t=e[j];
}
}
sl[t].next=0;
}

void radixsort(sllist &l)//链式
{
int i;
arrtype_n fn,en;
arrtype_c fc,ec;
for(i=0;i<l.length;i++)
l.sl[i].next=i+1;
l.sl[l.length].next=0;
for(i=l.keynum-1;i>=2;i--)
{
distribute(l.sl,i,fn,en);
collect(l.sl,i,fn,en);
}
for(i=1;i>=0;i--)
{
distribute_c(l.sl,i,fc,ec);
collect_c(l.sl,i,fc,ec);
}
}

void arrange(sllist &l) //重新整理
{
int p,q,i;
slnode temp;
p=l.sl[0].next;
for(i=1;i<l.length;i++)
{
while(p<i)
p=l.sl[p].next;
q=l.sl[p].next;
if(p!=i)
{

temp=l.sl[p];
l.sl[p]=l.sl[i];
l.sl[i]=temp;
l.sl[i].next=p;
}
p=q;
}
}

int binsearch(sllist l,keytype key[])
{
int low,high,mid;
low=1;
high=l.length;
while(low<=high)
{
mid=(low+high)/2;
if(strcmp(key,l.sl[mid].keys)==0)
return mid;
else if(strcmp(key,l.sl[mid].keys)<0)
high=mid-1;
else
low=mid+1;
}
return 0;
}

void seqsearch(sllist l,keytype key[],int i)
{
int j,k,m=0;
printf("*************************************************************\n");
printf("* 航班号 起点站 终点站 航班期 起飞时间 到达时间 机型 票价 *\n");
for(j=1;j<=l.length;j++)
{
switch(i)
{
case 2:k=strcmp(key,l.sl[j].others.start);break;
case 3:k=strcmp(key,l.sl[j].others.end);break;
case 4:k=strcmp(key,l.sl[j].others.time1);break;
case 5:k=strcmp(key,l.sl[j].others.time2);break;
}
if(k==0)
{
m=1;
printf("* %-8s%-7s%-6s%-11s%-9s%-7s%-5s%4d *\n",l.sl[j].keys,l.sl[j].others.start,l.sl
[j].others.end,l.sl[j].others.sche,l.sl[j].others.time1,l.sl[j].others.time2,l.sl
[j].others.model,l.sl[j].others.price);
}
}
if(m==0)
printf("* 无此航班信息，可能是输入错误！ *\n");
printf("*************************************************************\n");
}

void searchcon(sllist l)
{
keytype key[keylen];
int i=1,k;
while(i>=1&&i<=5)
{

printf("\********************\n");
printf(" * 航班信息查询系统 *\n");
printf(" ********************\n");
printf(" * 1.航 班 号 *\n");
printf(" * 2.起 点 站 *\n");
printf(" * 3.终 点 站 *\n");
printf(" * 4.起飞时间 *\n");
printf(" * 5.到达时间 *\n");
printf(" * 0.退出系统 *\n");
printf(" ********************\n");
printf(" 请选择(0-5):");
scanf("%d",&i);
printf("\n");
switch(i)
{
case 1:printf("输入要查询的航班号(字母要大写):");
scanf("%s",key);
k=binsearch(l,key);
printf("*************************************************************\n");
if(k==0)
printf("* 无此航班信息，可能是输入错误！ *\n");
else
{
printf("* 航班号 起点站 终点站 航班期 起飞时间 到达时间 机型 票价 *\n");
printf("* %-8s%-7s%-6s%-11s%-9s%-7s%-5s%4d *\n",l.sl[k].keys,l.sl[k].others.start,l.sl

[k].others.end,l.sl[k].others.sche,l.sl[k].others.time1,l.sl[k].others.time2,l.sl

[k].others.model,l.sl[k].others.price);
}
printf("*************************************************************\n");
break;
case 2:printf("输入要查询的航班起点站名:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 3:printf("输入要查询的航班终点站名:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 4:printf("输入要查询的航班起飞时间:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 5:printf("输入要查询的航班到达时间:");
scanf("%s",key);
seqsearch(l,key,i);
break;
case 0:printf("\n\n\n 再 见\n\n\n");
}
}
}

void inputdata(sllist &l)
{
int i=++l.length;
char yn='y';
while(yn=='y'||yn=='Y')
{
printf("航班号 起点站 终点站 航班期 起飞时间 到达时间 机型 票价\n");
scanf("%s%s%s%s%s%s%s%d",l.sl[i].keys,l.sl[i].others.start,l.sl[i].others.end,l.sl
[i].others.sche,l.sl[i].others.time1,l.sl[i].others.time2,l.sl[i].others.model,&l.sl
[i].others.price);
++i; getchar();
radixsort(l);
arrange(l);
printf("继续输入吗?y/n:");
scanf("%c",&yn);
}
l.length=i-1;
}
void main()
{
sllist l;
l.keynum=6;
l.length=0;
inputdata(l);
searchcon(l);
}