该实验报告主要涉及的是课程编排问题,这是一个典型的图论应用问题,通常使用拓扑排序来解决。在教学计划编排中,课程之间的先修关系可以抽象为有向图,其中节点代表课程,边表示课程之间的依赖关系。下面将详细讨论实验报告中涉及的知识点。
1. **需求分析**:
- 教学计划编排的目标是合理安排学生的课程,确保学生能够在规定的时间内完成所有必修和选修课程。这需要考虑课程间的先修关系、学期安排、课程学分等因素。
- 课程分为基础课、专业课和选修课,且存在一定的顺序性,如某些课程需要在其他课程之后才能学习。
- 四年制本科教学通常前7个学期进行理论课程,第8个学期为实习期,编排时需遵循这个时间框架。
2. **数据结构与算法**:
- 报告中使用了**邻接表**数据结构来表示课程之间的依赖关系。邻接表是一种节省空间的图存储方式,它为每个顶点存储一个链表,链表中包含所有与该顶点相连的边。
- 邻接表结点(EdgeNode)包含邻接点域(adjvex)和指向下一个邻接点的指针域(next)。
- 顶点表结点(VNode)包括课程号(num)、课程名(name)、课程学分(chour)、顶点入度(indegree)以及边表头指针(firstedge)。
- AOVGraph 是一个包含邻接表的结构,表示有向无环图(Acyclic Oriented Vertex Graph),包含了顶点数(n)和边数(e)。
3. **算法设计**:
- 主模块负责整体流程控制,包括输入输出和调用子模块。
- 输入模块根据用户输入构建有向图的邻接表,即根据课程及其依赖关系建立数据结构。
- 编排模块通过**拓扑排序**生成课程顺序。拓扑排序是将有向无环图的顶点排成线性序列,使得对于每条边 (u, v),顶点 u 都在这个序列之前出现。
- 在详细设计部分,给出了输入模块的伪代码,用于读取课程信息并构建邻接表。
4. **编程实现**:
- 伪代码展示了如何从用户那里获取课程信息,包括课程数目、课程号、课程名、学分和入度,以及后续课程的关系。
- 通过循环和条件判断,确保输入的数据合法。
- 通过 `while` 循环和 `cin.get()` 函数处理用户输入,确保输入的完整性。
该实验报告涉及了教育管理中的课程编排问题,利用图论中的邻接表和拓扑排序算法进行解决,同时涉及到了数据结构的设计、用户输入的处理和程序模块化的设计思想。这样的实验有助于提升学生对数据结构和算法的实际应用能力,以及解决实际问题的能力。