课程设计报告《导航路径规划》

江汉大学课程设计报告课程名称：数据结构设计题目：导航路径规划院（系）：数学与计算机科学学院专业：数学与应用数学班级: 10级数学班组别：组长: 裴志威201008101127组员: 李伟 201008101128分工：李伟负责编写函数Menu用来显示界面及选择操作；函数Browser用来显示城市名称和编号；函数InitGraph用来录入城市的具体信息裴志威负责报告书整体规划及编写函数ShortestPath_DJJ用来算出一个城市到其他城市之间的最短路径，并可以看出总路程；函数Floyd用来算出出发点到目的地的最短路线并显示路费目录一、系统功能和结构1.1 程序设计目的给定全国公路网络系统(自定义,要求城市个数>=20)，根据导航策略（时间最短，里程最短）给出路径规划。

系统运行界面自行设计。

1.2 需求分析(1)城市之间的道路可以有高速公路、普通公路，对图中所有道路必须标识是高速还是普通公路。

(2)两个城市之间可以有高速和普通公路同时存在，且各自里程数可以不同。

(3)约定：两城市之间有高速则高速通行时间最短；全国高速收费标准统一(￥0.5元/km)；普通公路不收费。

(4)用户以人机对话方式输入旅行起始、终止城市名（或者代码）,选择导航策略(缺省策略是里程最短)，程序输出从起点到终点的路径，总路径长度和所需通行费用(5)任意两个城市之间的通行路径都是存在的(可以有多条)。

(6)必须考虑某些城市之间只有一条道路（高速或者普通公路）的情况；全国公路网络数据以文件方式输入，但系统可以实现对道路信息的编辑修改（增加、删除、修改道路属性(类型、里程数)1.3 概要设计1.3.1 主要数据结构描述1最短路径（从某个源点到其余各个顶点的最短路径）void ShortestPath_DJJ(MGraph * G){int v,w,i,min,t=0,x,flag=1;int final[30],D[30],p[30][30];cout<<"编号城市"<<endl;for(v=0;v<G->vexnum;v++)cout<<G->vexs[v].num<<""<<G->vexs[v].name<<endl;cout<<"*****************************"<<endl;*/while(flag){cout<<"请输入一个起始点编号";cin>>v0;if(v0<0||v0>G->vexnum){cout<<"城市不在此列举的城市中！请重新输入起点编号：";cin>>v0;}if(v0>=0&&v0<G->vexnum)flag=0;}for(v=0;v<G->vexnum;v++){final[v]=0;D[v]=G->arcs[v0][v].adj;//从起始地点到其他城市的距离for(w=0;w<G->vexnum;w++)p[v][w]=0;//设空路径if(D[v]<INFINITY){p[v][v0]=1;p[v][v]=1;}}D[v0]=0;//初始化final[v0]=1;//v0属于最短路径的终点的集合//开始循环，每次求的v0到某个v顶点的最短路径，并加v到集合中for(i=1;i<G->vexnum;i++){min=INFINITY;for(w=0;w<G->vexnum;w++)if(!final[w])if(D[w]<min){v=w;min=D[w];}final[v]=1;for(w=0;w<G->vexnum;w++)if(!final[w]&&(min+G->arcs[v][w].adj<D[w])){D[w]=min+G->arcs[v][w].adj;for(x=0;x<G->vexnum;x++)p[w][x]=p[v][x];p[w][w]=1;}}for(v=0;v<G->vexnum;v++){if(v0!=v)cout<<G->vexs[v0].name;for(w=0;w<G->vexnum;w++){if(p[v][w]&&w!=v0)cout<<"->"<<G->vexs[w].name<<;t++;}if(t>G->vexnum-1&&v0!=v)cout<<" 总路线长"<<D[v]<<endl;}}//输入的城市到其他城市的最短路径；2floyd函数（每一对顶点之间的最短路径）void Floyd(MGraph *G){intv,u,i,w,k,j,flag=1,p[30][30][30],D[30][30],C[30][30];cout<<"**************************"<<endl;cout<<"编号城市 "<<endl;cout<<"***************************"<<endl;for(v=0;v<G->vexnum;v++)for(w=0;w<G->vexnum;w++){D[v][w]=G->arcs[v][w].adj;C[v][w]=D[v][w]*(G->arcs[v][w].dis)*0.5;for(u=0;u<G->vexnum;u++)p[v][w][u]=0;if(D[v][w]<INFINITY){p[v][w][v]=1;p[v][w][w]=1;}}for(u=0;u<G->vexnum;u++)for(v=0;v<G->vexnum;v++)for(w=0;w<G->vexnum;w++)if((D[v][u]+D[u][w]<D[v][w])&&(C[v][u]+C[u][w]<C[v][w])){D[v][w]=D[v][u]+D[u][w];C[v][w]=C[v][u]+C[u][w];for(i=0;i<G->vexnum;i++)p[v][w][i]=p[v][u][i]||p[u][w][i];}while(flag){cout<<"请输入出发点和目的地的编号（用空格隔开）:";cin>>k>>j;if(k<0||k>G->vexnum||j<0||j>G->vexnum){cout<<"城市编号不在列表中！请重新输入出发点和目的地的编号";cin>>k>>j;}if(k>=0&&k<G->vexnum&&j>=0&&j<G->vexnum)flag=0;}cout<<G->vexs[k].name;for(u=0;u<G->vexnum;u++)if(p[k][j][u]&&k!=u&&j!=u){cout<<"->"<<G->vexs[u].name<<" ";if(G->arcs[k][j].dis=0)cout<<"普通公路";else if(G->arcs[k][j].dis=1)cout<<"高速公路";elsecout<<"出错";}cout<<"->"<<G->vexs[j].name;cout<<"总路线长"<<D[k][j]<<" "<<"路费"<<C[k][j];}1.3.2 算法分析及程序流程图二、 程序实现2.1 模块详细设计程序由MGraph InitGraph(void);void Menu(void);void Browser(MGraph *G);void ShortestPath_DJJ(MGraph *G);void Floyd(MGraph *G);几个函数构成函数Menu 用来显示界面及选择操作 进入界面 选择操作1浏览城市名字和编号 2浏览一个城市到其他城市的3查看出发点到目的地的最短路4 退出函数Browser用来显示城市名称和编号函数ShortestPath_DJJ用来算出一个城市到其他城市之间的最短路径，并可以看出总路程函数Floyd用来算出出发点到目的地的最短路线并显示路费函数InitGraph用来录入城市的具体信息：城市名称，边的信息（两个城市间的路程）1 2 345 6789101920171216141511132122232418普通公路高速公路0:乌鲁木齐1：兰州2：西宁3：呼和浩特4：北京5：西安6:郑州7：成都8：昆明9：贵阳10：株洲11：武汉12：南昌13：天津14：徐州15：上海16：福州17：广州18：深圳19：柳州20：南宁21：沈阳22：长春23：哈尔滨24：大连三、调试与操作说明3.1 问题分析与解决1.最开始不知道怎么把路程和路费加进去；后来想到在typedef struct ArCell{int dis;//是普通道路还是高速int adj;//路程}ArCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];typedef struct{char name[30];//城市的名字int num;//城市的代号}infotype;typedef struct{infotype vexs[MAX_VERTEX_NUM];//顶点信息AdjMatrix arcs;//边信息int vexnum,arcnum;//顶点数，边数}中加进去如上2 不怎么熟悉文件用法不知道怎样调用数据，后来想到编写一个函数InitGraph将信息写进去，就不需要文件操作了3.2 程序演示1进入界面2选择第一个操作浏览城市名称和编号34四、设计体会与总结4.1 程序不足及功能扩充1任意两个城市之间的通行路径都是存在的(可以有多条)。