交通咨询系统设计

信息学院课程设计题目：交通资询系统姓名：郑伟学号： 201112110138 班级：本科一班课程：数据结构指导教师：杨振2012年12月24日课程设计任务书及成绩评定目录1.目的与要求 (1)1．1设计目的 (1)1．2设计内容 (1)1．3设计思想 (1)1. 4设计要求 (2)2程序流程图 (2)3程序源代码 (3)4编译与运行 (8)5课程总结 (9)1 目的与要求1.1设计目的：掌握图的存储结构；掌握求图的顶点的度及各种邻接结点的操作；掌握迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法。

1.2设计内容：在交通网络非常发达，交通工具和交通方式不断更新的今天，人们在出差、旅游或做其它出行时，不仅关心节省费用，而且对里程和所需时间等问题也感兴趣。

对于这样一个人们关心的问题，可用一个图结构来表示交通网络系统，利用计算机建立一个交通咨询系统。

图中顶点表示城市之间的交通关系。

这个交通系统可以回答旅客提出的各种问题。

比如任意一个城市到其他城市的最短路径，任意两个城市之间的最短路径问题。

本次设计的交通咨询系统主要是运用C语言来完成交通图的存储、图中顶点的单源最短路径和任意一对顶点间的最短路径问题。

设计一个交通咨询系统，能让旅客咨询任一个城市到另一个城市之间的最短里程或最低花费或最少时间等问题。

对于不同咨询要求，可输入城市间的路程或所需费用或所需时间。

该交通咨询系统设计共三部分，一是建立交通网络图的存储结构；二是解决单源路径问题；最后再实现两个城市之间的最短路径问题。

1.3设计思想：用邻接矩阵来存储交通网络图的信息，运用迪杰斯特拉算法实现图上单源最短路径问题，然后运用费洛伊德算法实现图中任意一对顶点间最短路径问题，这样就会实现旅客所要咨询的问题。

1.4设计要求：该交通咨询系统要完成城市网络图的存储，并要实现求任意一个城市顶点到其他城市顶点的最短路径问题，还要实现任意两个城市顶点间的最短路径问题。

故设计要分成三部分，一是建立交通网络图的存储结构；二是解决单源路径问题；最后再实现两个城市之间的最短路径问题。

2程序流程图：3程序源代码:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define MVNum 100 //最大顶点数#define Maxint 35000enum boolean{FALSE,TRUE};typedef char Vertextype;typedef int Adjmatrix;typedef struct{Vertextype vexs[MVNum]; //顶点数组，类型假定为char型Adjmatrix arcs[MVNum] [MVNum]; // 邻接矩阵，假定为int型} MGraph;int D1[MVNum], p1[MVNum];int D[MVNum][MVNum],p[MVNum][MVNum];//文件名save.cvoid CreateMGraph(MGraph *G,int n,int e){ //采用邻接矩阵表示法构造有向图G,n,e表示图的当前顶点数和边数int i,j,k,w;for(i=1;i<=n;i++) //输入顶点信息G->vexs[i]=(char)i;for(i=1;i<=n;i++)for(j=1;j<=n;j++)G->arcs[i][j]=Maxint; // 初始化邻接矩阵printf ("输入%d条边的i,j及w: \n",e);for(k=1;k<=e;k++){ //读入e条边,建立邻接矩阵scanf("%d,%d,%d",&i,&j,&w);G->arcs[i][j]=w;}printf ("有向图的存储结构建立完毕！\n");}//文件名:dijkstra.c(迪杰斯特拉算法）void Dijkstra(MGraph *G, int v1,int n){ //用Dijkstra算法求有向图G的v1顶点到其他顶点v的最短路径p[v]及其权D[v] //设G是有向图的邻接矩阵，若边<i,j>不存在，则G[i][j]=Maxint//S[v]为真当且仅当v属于S，及以求的从v1到v的最短路径int D2[MVNum], p2[MVNum];int v,i,w,min;enum boolean S[MVNum];for(v=1;v<=n;v++){ // 初始化S和DS[v]=FALSE; //置空最短路径终点集D2[v]=G->arcs[v1][v]; //置初始的最短路径值if(D2[v]< Maxint)p2[v]=v1; //v1是的前趋（双亲）elsep2[v]=0; //v 无前趋} // End_forD2[v1]=0;S[v1]=TRUE; //S集初始时只有源点，源点到源点的距离为0 //开始循环，每次求的V1到某个V顶点的最短路径，并加V到S集中for(i=2;i<n;i++){ //其余n-1个顶点min=Maxint; // 当前所知离v1顶点的最近距离，设初值为∞for(w=1;w<=n;w++) //对所有顶点检查if(!S[w] && D2[w]<min){ //找离v1最近的顶点w，并将其赋给v，距离赋给minv=w; //在S集之外的离v1最近的顶点序号min=D2[w]; //最近的距离} //W顶点距离V1顶点更近S[v]=TRUE; //将v并入S集for(w=1;w<=n;w++) //更新当前最短路径及距离if(!S[w]&&(D2[v]+G->arcs[v][w]<D2[w])){ //修改D2[w]和p2[w]，w 属于V-SD2[w]=D2[v]+G->arcs[v][w]; //更新D2[w]p2[w]=v;} //End_if} //End_forprintf ("路径长度路径\n");for(i=1;i<=n;i++){ printf ("%5d", D2[i]);printf ("%5d", i);v=p2[i];while(v!=0) {printf ("<-%d", v);v=p2[v];}printf("\n");}}//文件名floyd.c(费洛伊德算法）void Floyd(MGraph *G, int n){int i, j, k;for(i=1;i<=n;i++) //设置路径长度D和路径path初值for(j=1;j<=n;j++){if(G->arcs[i][j]!=Maxint)p[i][j]=j; //j是i的后继elsep[i][j]=0;D[i][j]=G->arcs[i][j];}for(k=1;k<=n;k++) {{ //做K次迭代，每次均试图将顶点K扩充到当前求得的从i到j的最短路径pij上for(i=1;i<=n;i++)for(j=1;j<=n;j++){ if(D[i][k]+D[k][j]<D[i][j]) {D[i][j]=D[i][k]+D[k][j]; //修改长度p[i][j]=p[i][k];}}}}void main(){ MGraph * G;int n, e, v, w, k;int xz=1;G=(MGraph *)malloc(sizeof(MGraph));printf("输入图中顶点个数和边数n,e: ");scanf("%d,%d", &n, &e);CreateMGraph(G, n, e); //建立图的存储结构while(xz!=0){printf(" 求城市之间的最断路径\n");printf("-------------------------------\n");printf("1.求一个城市到所有城市的最短路径\n");printf("2.求任意的两个城市之间的最短路径\n");printf(” 0.谢谢使用!\n");printf("--------------------------------\n");printf(" 请选择：1 或2，选择0 ：退出：");scanf("%d",&xz);if(xz==2){Floyd(G,n); //调用费洛伊德算法printf("输入起点和终点: v,w:");scanf("%d,%d",&v,&w );k=p[v][w]; //k为起点v的后继顶点if(k==0)printf("顶点%d 到%d 无路径! \n",v,w);else{printf("从顶点%d到%d的最短路径是: %d",v,w,v);}while(k!=w){printf("-->%d",k); //输出后继顶点k=p[k][w]; //继续找下一个后继顶点}printf("-->%d",w); // 输出终点wprintf(" 路径长度:%d\n",D[v][w]);}if(xz==1){printf("求单源路径，输入起点v :");scanf("%d", &v);Dijkstra(G,v,n); //调用迪杰斯特拉算法}}printf("结束求最短路径，再见！\n");}4编译及运行:编译: 在第一次编译时出现了很多错误，是因为我对C语言的不熟练，比如调用费洛伊德算法时出现了调用的错误，找了好久，才改正过来，并且最终调试成功！城市交通图:上海7运行结果：五.课程总结通过此次课程设计大大加深了我对数据结构这门课程的理解，而且尤其对图这章的理解，可以说有一个大的进步。

学习能力也大大提高。

当然通过此次课设也为我以后的道路奠定了一定的基础，认识到了基础的重要。

当然此次课设中遇到的困难是再所难免的，因为我面对的课设是图的内容，是一个相对较难的内容，而且最短路径的算法也花了不少时间才有所深刻理解。