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数据结构课程设计实训案例

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城市公交查询软件
编著:长沙学院计算机工程与应用数学学院

软件工程基础实训 II—城市公交查询软件
2
目 录
1 实训规划 ................................................................................................................................... 5
1.1 工作内容 ................................................................................................................... 5
1.2 过程安排 ................................................................................................................... 5
1.3 考核标准 ................................................................................................................... 6
2 实训概述 ................................................................................................................................... 8
2.1 项目背景 ................................................................................................................... 8
2.2 课程简介 ................................................................................................................... 8
2.3 课程目标 ................................................................................................................... 9
3 实训环境 ................................................................................................................................. 10
3.1 硬件环境 ................................................................................................................. 10
3.2 软件环境 ................................................................................................................. 10
3.3 网络环境 ................................................................................................................. 10
3.4 开发工具 ................................................................................................................. 10
3.5 环境搭建 ................................................................................................................. 13
4 数据结构概述 ......................................................................................................................... 15
4.1 线性表 ..................................................................................................................... 15
4.1.1 顺序表 ............................................................................................................. 15
4.1.2 单链表 ............................................................................................................. 17
4.2 栈 ............................................................................................................................. 21
4.2.1 栈的定义及基本运算 ..................................................................................... 21
4.2.2 顺序栈 ............................................................................................................. 22
4.2.3 链栈 ................................................................................................................. 24
4.3 队列 ......................................................................................................................... 26
4.3.1 抽象数据类型队列的定义 ............................................................................. 26
4.3.2 顺序队列 ......................................................................................................... 26
4.3.3 链队列 ............................................................................................................. 28
4.4 图 ............................................................................................................................. 30
4.4.1 邻接矩阵 ......................................................................................................... 30
4.4.2 邻接表 ............................................................................................................. 31
4.4.3 图的遍历 ......................................................................................................... 32
4.4.4 深度优先搜索 ................................................................................................. 32
4.4.5 广度优先搜索 ................................................................................................. 33
4.4.6 计算最短路径 ................................................................................................. 34
5 C 语言软件开发 ..................................................................................................................... 37
5.1 C 语言标准文件处理 .............................................................................................. 37
5.1.1 常用函数 ......................................................................................................... 38
5.1.1.1 标准文件的打开函数 ..................................................................... 38
5.1.1.2 标准文件的关闭函数 fclose ........................................................... 39

软件工程基础实训 II—城市公交查询软件
3
5.1.2 标准文件读写函数 ......................................................................................... 39
5.1.2.1 读文件字符函数 fgetc .................................................................... 39
5.1.2.2 文件写入字符函数 fputc............................................................... 40
5.1.2.3 读文件字符串函数 fgets ................................................................ 41
5.1.2.4 将字符串写入文件的函数 fputs .................................................... 42
5.1.2.5 数据块读写函数:fread 和 fwrite .................................................... 42
5.1.2.6 格式化写读函数:fprintf 和 fscanf .................................................. 43
5.1.3 文件的随机读写 ............................................................................................. 44
5.1.3.1 文件指针定位函数 rewind ............................................................. 44
5.1.3.2 文件指针定位函数:fseek ............................................................... 44
5.1.4 文件的检测函数 ............................................................................................. 45
5.1.4.1 文件结束检测函数 feof ................................................................. 45
5.1.4.2 文件出错检测函数 ferror ............................................................... 45
5.1.4.3 文件出错标志和文件结束标志置 0 函数 clearerr 函数............... 45
5.2 C 语言非标准文件处理 .......................................................................................... 45
5.2.1 打开文件函数 open ....................................................................................... 45
5.2.2 关闭函数 close ............................................................................................... 46
5.2.3 读取数据函数 read ........................................................................................ 46
5.2.4 写数据函数 write ........................................................................................... 46
5.3 C 语言程序设计思想 .............................................................................................. 46
5.4 C 语言软件开发规范 .............................................................................................. 47
5.4.1 命名规范 ......................................................................................................... 47
5.4.2 版本声明 ......................................................................................................... 49
5.4.3 头文件 ............................................................................................................. 49
5.4.4 注释 ................................................................................................................. 50
5.4.5 程序效率 ......................................................................................................... 51
6 软件需求 ................................................................................................................................. 53
6.1 功能需求分析 ......................................................................................................... 53
6.1.1 软件功能 ......................................................................................................... 54
6.1.2 需求分析用例 ................................................................................................. 54
6.2 数据需求分析 ......................................................................................................... 55
6.2.1 用户信息数据 ................................................................................................. 55
6.2.2 公交站点数据 ................................................................................................. 55
6.2.3 公交线路数据 ................................................................................................. 56
6.3 性能需求 ................................................................................................................. 56
6.4 实训基本需求 ......................................................................................................... 57
6.4.1 基本功能需求 ................................................................................................. 57
6.4.2 基本数据需求 ................................................................................................. 57
6.4.3 基本性能需求 ................................................................................................. 57
7 软件总体设计 ......................................................................................................................... 59
7.1 框架设计 ................................................................................................................. 59
7.2 模块设计 ................................................................................................................. 60
7.2.1 软件功能结构图 ............................................................................................. 60
7.2.2 用户管理 ......................................................................................................... 61

软件工程基础实训 II—城市公交查询软件
4
7.2.3 站点维护 ......................................................................................................... 61
7.2.4 线路维护 ......................................................................................................... 61
7.2.5 公交查询 ......................................................................................................... 61
7.3 数据设计 ................................................................................................................. 61
8 软件详细设计 ......................................................................................................................... 66
8.1 软件框架详细设计 ................................................................................................. 66
8.1.1 业务处理设计 ................................................................................................. 66
8.1.2 数据处理设计 ................................................................................................. 68
8.1.3 存储处理设计 ................................................................................................. 69
8.2 功能模块详细设计 ................................................................................................. 70
8.2.1 命名规则详细设计 ......................................................................................... 70
8.2.2 功能点详细设计 ............................................................................................. 71
9 软件测试 ................................................................................................................................. 73
9.1 功能性测试 ............................................................................................................. 73
9.2 数据测试 ................................................................................................................. 73
10 附录四 实训说明书模板 ............................................................................................... 74

软件工程基础实训 II—城市公交查询软件
5
1 实训规划
1.1 工作内容
本次实训是在学生学习完数据结构这门课程之后,运用 C 语言设计开发一款城市公交查
询软件,该软件能为用户提供公交线路查询的功能。
实训过程中的工作主要包括项目管理、技术知识、软件设计、软件实施四个方面的内容,
各部分详细内容如表 1-1 所示。
表 1-1 实训工作内容
工作模块
详细内容
要求
项目管理_学生
项目组协作共同完成城市公交查询软件的分析、设
计和开发。
团结协作、分工明
确、责任清晰。
项目管理_教师
教授知识、解答疑问、组织开发工作、控制各小组
整体进度。
精通原理、灵活运
用、认真负责。
技术学习
链表、栈、串、循环队列的设计和实现、图的设计
和实现。
理解原理、学会应
用。
软件分析设计
结构化分析、结构化设计、数据结构运用。
框架合理、文档规
范。
软件实施
程序编码、开发规范、工程管理。
掌握技术、规范过
程。
1.2 过程安排
实训过程中的工作主要进度安排如表 1-2 所示。
表 1-2 实训进度安排
实训主题
实训内容
上机
课时
自由/答疑
课时
阶段一 布置任务
项目背景简介
全班授课
4
软件工程简介
划分项目组
阶段二 需求分析
结构化需求分析
1、 全班授课,教师讲解结构化需求分析方法。
2、 全班授课,教师讲解需求分析文档格式。
4
需求分析
按小组完成需求分析,形成需求分析文档草稿。
4
需求考核
各组 PPT 讲解,教师点评,点评标准见“1.3”小节。
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