数据结构实训指导_家谱树

计Y104班数据结构实训指导

广西工学院计算机工程系阳树洪

2011年12月

1 实训目的

本次实训的总体目的在于通过系统的编程训练，培养学生编写一个具有一定难度的小型系统的能力，培养学生从编写单个程序，实现单个程序功能到进行系统开发，整体调试的能力。从知识点的角度来说，目的在于通过本实训项目，让学生对二叉树这一重要数据结构的运用更加熟练。

2 实训题目：树状家谱管理系统。

本次实训的题目是树状家谱管理系统。要求利用数据结构的知识，通过将树转换为二叉树的概念，采用孩子兄弟二叉树的方式实现家谱管理系统。不容许采用数据库实现家谱管理。每个树结点表示一个家族成员，成员基本信息可包含，姓名、出生日期、死亡日期、性别、出生地、家庭住址、职业、职位、辈分、简历、父亲姓名、其他。具体属性自行确定。

要求实现的总体基本功能包括：

家谱信息的录入，修改，删除；

家谱树的层次化显示；

家谱树保存到文件；

从文件中读取数据重建家谱树；

按各种关键字进行查询；

某一成员的所有祖先（直系祖先）的查询；

某一成员的所有直系亲属的查询

确定两个成员的关系；

统计成员人数；

家谱成员的年龄，身高；

选做功能包括：

在打开家谱的当天，提醒当天有哪些人过生日；

对已经去世的成员以寿命为关键字进行排序（寿命精确到天，采用快速排序算法）；

对简历的内容进行用KMP算法进行字符搜索；

编写基于MFC的图形界面。（没有MFC基础的同学不做）；

其它自由发挥的功能，如果有意义有难度可以提高最后成绩。

3 成绩评定办法

总成绩由最终答辩成绩，平时抽检成绩，实训报告成绩3部分组成，比例为：4:3:3。

２

3.1最终版本程序的考核标准：

1、没有完成基本功能，编程风格较差，例如：如采用全局变量，采用goto 语句，缺少必要的注释语句，程序结构混乱等。成绩评定为D(不及格)。

2、完成基本功能，系统框架设计基本合理，人机接口友好，但存在不多于3个bug，编程风格较好，成绩评定为C(及格)。

3、完成基本功能，系统框架设计合理，人机接口友好，并实现至少2项选做功能，编程风格良好，测试用例丰富，测试结果完整。成绩评定为B（良好）。

4、完成基本功能，系统框架设计合理，人机接口友好，实现至少3项选做功能，并能在老师给出的选做功能的基础上，提出自己其它有意义的功能并实现。编程风格良好，测试用例丰富，测试结果完整。成绩评定为A（良好）。

3.2实训报告的考核标准：

1、没有按规定的格式编写实训报告，内容敷衍了事，测试用例记载不详细，成绩评定为D(不及格)。

2、按规定的格式编写实训报告，内容能充分描述作者所做系统，所用图表和算法几乎与教师所给指导材料雷同，测试用例记载详细，成绩评定为C(及格)。

3、按规定的格式编写实训报告，内容能充分描述作者所做系统，根据所提文档能方便的进行系统重现，文理较通顺，图表基本完备，所用图表和算法与教师所给指导材料不尽雷同，测试用例记载详细，并能基本覆盖所有程序的所有可能出错情况。成绩评定为B（良好）。

4、按规定的格式编写实训报告，内容能充分描述作者所做系统，根据所提交文档能方便的进行系统重现，文理通顺，图表完备，所用图表和算法与教师所给指导材料不尽雷同，测试用例记载详细，并能覆盖所有程序的所有可能出错情况。程序调试过程，作者实训体会编写真实深刻，对以后做这一实训题目的同学具有一定借鉴意义。成绩评定为A（良好）。

3.3 平时抽检成绩的评价标准：

1、总体上来说，不能按时完成各阶段任务基本功能，需要延迟提交的最高成绩降低一个档次，也就是说最高成绩只能为B。

２、能按时完成基本功能，没有BUG；或者能完成该任务阶段的所有选做功能，但存在不多于3个BUG，成绩评定为A。

3、能按时完成基本功能，但存在不多于2个BUG；或者能完成该任务阶段的一半以上选做功能，但存在不多于3个BUG，成绩评定为B。

3、能按时完成基本功能，但存在不多于3个BUG；或者能完成该任务阶段的任一选做功能，但存在不多于4个BUG，成绩评定为C。

３

４

4、分阶段任务基本功能没有实现，且延时4学时后仍不能完成，成绩评定为D 。

4 系统功能模块结构

这里给出的功能模块结构示意图只供参考，个人可以根据自己的想法另行设计，只要能实现给定的功能即可。

系统界面

新建家谱家谱保存到文件从文件重建家谱

层次化显示家谱

家谱节点的增删改查家谱总体信息查询家谱总体信息统计

家谱信息存储文件（二进制）

家谱信息查询统计结果显示文本文件

图1 系统总体结构示意图

5 数据结构 5.1 总体数据结构

1、家谱树采用孩子兄弟二叉树表来实现，如图2 所示的家谱采用图3所示的孩子兄弟二叉树来存储。

李甲天

李一河李一福李二铁

李一山

李二金李二银李三国李三家李三建

图2 树状形式的家谱示意图

图2中同一父亲的亲兄弟已经按年龄从大到小排序，即最左边的孩子是父节点的第一个孩子。将其转化为孩子兄弟二叉树的方法是：对某一个节点，令其左子树指针指向该节点的第一个孩子，右子树指针指向该节点的下一个兄弟。按这种方法，图2所示的家谱树可用如图3所示的孩子兄弟二叉树来实现：

李甲天

李一河

李一福

李二铁李一山

李二金

李二银

李三国

李三家

李三建

图3 孩子兄弟二叉树表示的家谱树

2、节点数据结构：

建议将节点信息中个人信息作为一个结构体。日期信息作为一个包含年、月、日三个成员的结构体。

节点包括三个成员域：

节点个人信息（结构体）；

第一个孩子指针；

下一个兄弟指针；

其中节点个人信息结构体可包括：姓名、出生日期、死亡日期、性别、出生地、家庭住址、职业、职位、辈分、简历、父亲姓名、其他等。

为方便操作，可在节点中加入指向父亲的指针。

6 分阶段任务分解及其关键算法提示

6.1阶段任务一（6学时）

6.1.1基本功能

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