程序与算法综合设计课程设计指导书-2013(6)

请的存储区域，当复制时就从存储区域复制字符，粘贴时则相反操作。

课题38（90分） 集合运算 问题描述：

设有两个用单链表表示的集合A、B，其元素类型是int且以非递减方式存储，其头结点分别为a、b。要求下面各问题中的结果集合同样以非递减方式存储，结果集合不影响原集合。 实现要求：

⑴ 编写集合元素测试函数IN_SET，如果元素已经在集合中返回0，否则返回1； ⑵ 编写集合元素输入并插入到单链表中的函数INSERT_SET，保证所输入的集合中的元素是唯一且以非递减方式存储在单链表中；

⑶ 编写集合元素输出函数，对建立的集合链表按非递增方式输出； ⑷ 编写求集合A、B的交C=A∩B的函数，并输出集合C的元素； ⑸ 编写求集合A、B的并D=A∪B的函数，并输出集合D的元素；

⑹ 求集合A与B的对称差E=(A-B)∪(B-A) 的函数，并输出集合D的元素； ⑺ 设计一个菜单，具有输入集合元素、求集合A、B的交C、求集合A、B的并D、求集合A与B的对称差E、退出等基本的功能。

测试数据：由读者自定，但集合A、B的元素个数不得少于16个。

课题39（90分） 矩阵的操作

设有两个矩阵A=(aij)m×n，B=(bij)p×q。 实现要求：

⑴ 编写矩阵输入函数INPUT_MAT，通过该函数完成矩阵的输入并返回保存矩阵的三元组（不能使用全局变量）；

⑵ 编写矩阵输出函数OUTPUT_MAT，通过该函数完成矩阵的输出，输出的形式是标准的矩阵形式（即二维数组的形式）；

⑶ 求矩阵的转置，矩阵的转置A=(aji)n×m，转置前输出原矩阵，转置后输出转置矩阵； ⑷ 求矩阵A、B的和。矩阵A和B能够相加的条件是：m=p，n=q；矩阵A和B如果不能相加，请给出提示信息；若能够相加，则求和矩阵C并输出C；

C=A+B=(cij)m×n，其中cij=aij+bij

⑸ 求矩阵A、B的差。矩阵A和B能够相减的条件是：m=p，n=q；矩阵A和B如果不能相减，请给出提示信息；若能够相减，则求差矩阵C并输出C；

C=A-B=(cij)m×n，其中cij=aij-bij

⑹ 求矩阵A、B的积。矩阵A和B能够相乘的条件是：p=n；矩阵A和B如果不能相乘，请给出提示信息；若能够相乘，则求积矩阵D并输出D；

’

D=A×B=(dij)m×q，其中dij=∑aik×bkj，k=1,2,??,n

⑺ 设计一个菜单，具有求矩阵的转置、求矩阵的和、求矩阵的积、退出等基本的功能。在求矩阵的和或求矩阵的积时要求能够先提示输入两个矩阵的，然后再进行相应的操作。

课题40（90分） 保龄球计分

【问题描述】打保龄球是用一个滚球去撞击10个站立的瓶，将瓶击倒。一局分10 轮，每轮可滚球1 次或多次，以击到的瓶数为依据计分，一局得分为10轮得分之和，而每轮的得分不仅与本轮的滚球情况有关，还可能与后一轮或两轮的滚球情况有关，即：某轮某次滚球击倒的瓶数不仅要计入本轮得分，还可能会计入前一轮或两轮得分。计分规则如下： a) 若某一轮的第一次滚球就击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第10轮还需加2次滚球），该轮得分为本次击倒瓶数10与以后2次滚球所击倒瓶数之和。

b) 若某一轮的第一次滚球未击倒全部10个球，则对剩下未击倒的瓶再滚球一次，如果这2次滚球击倒全部10个瓶，则本轮不再滚球（若是第10轮还需加1次滚球），该轮得分为这2次击倒瓶数10与以后1次滚球所击倒瓶数之和。

c) 若某一轮2次滚球未击倒全部10个瓶，则本轮不在滚球，该轮得分为这2次滚球所击倒瓶数之和。 【实现提示】

a) 模拟10个人各打一局保龄球比赛过程，统计每局各轮得分和累计总分。 b) 逐人逐轮逐次输入一次滚球击倒的瓶数。 c) 对10人的得分由低到高排序并显示。 d) 最后，把排序的存入文件中。 【测试数据】自定模拟数据

课题41（90分） 车位管理

随着家庭购买汽车的增加，停车场车位紧张的问题越来越突出。请根据题目要求完成简单的车位管理程序。

1．停车场有若干停车位（为说明问题，假定为3个），每个位置可以存放不同种类的汽车，包括卡车Truck，客车Carriage和小轿车Car，但同一时刻一个位置只能存放0或1辆汽车。

2．管理系统模拟实际车辆停车的情况：

① 停车：新来车辆时如果有空位，按顺序为该车分配停车位，并自动记录开始停车的时间（用系统的时间）；

② 计费：车辆开走时，输入车位编号，自动记录结束停车的时间（用系统的时间）；计算出相应停车费；

③ 显示：显示停车场中各类车辆的信息。 ④ 保存

⑤ 退出

3．定义描述停车场的类Park，其中有3个位置用于存放各类车辆。

4．定义基类Automobile，至少包括纯虚函数Pay用于显示车辆信息并交纳相应停车费。 5．定义派生类Truck,Carriage和Car，这些车辆除了拥有车牌号、之外，

Truck还拥有载重量（浮点数，单位吨）属性，Carriage还拥有乘坐人数（整数，单位座）属性，Car还拥有排气量（浮点数，单位L）属性。具体实现上述纯虚函数Pay，显示每类车辆的相应信息，并给出计价提示，其中Truck收费2元/小时，Carriage收费1.5元/小时，Car收费1元/小时。

课题42（95分） 学生成绩管理系统： 问题描述：

主要功能是对批量学生的各门成绩进行录入、修改、查询、统计等，要求方便快速。记录学生的学号、姓名、班级、性别、联系电话以及课程和成绩；可以对学生的成绩按学号和姓名进行查寻；输出显示学生成绩；并实现排序、统计及格率和优秀率功能。 编程任务：

(1)界面基本要求：

**************************** 学生成绩管理系统

**************************** ************************************ ** F1 --帮助 ** ** F2 --输入数据并存入文件 ** ** F3 --根据学号查询成绩 ** ** F4 --根据姓名查询成绩 ** ** F5 --输出文件内容 ** ** F6 –成绩排序 ** ** F7 --统计及格和优秀人数 ** ** ESC--退出系统 ** ************************************

另：提倡用MFC的对话框做简单的输入输出交互界面。

(2)功能要求：

1)帮助:系统使用方法的相关信息。

2)输入数据并存入文件：输入相关信息，并实现文件流的读写操作。 3)根据学号查询成绩：输入学号，查询学生的各门成绩

4)根据姓名查询成绩：输入姓名，查询学生的各门成绩 5)输出文件内容：屏幕输出显示所有学生的成绩

6) 成绩排序：对某门成绩或总分进行快速排序，显示、保存 7)统计及格和优秀人数：统计及格和优秀率。 8)退出

课题43（90分） 英文单词填空游戏

问题描述：这是一款帮助学生背单词的小软件。建立单词库，可从单词库中随机抽取单词，并随机隐去该单词中的一些字母，在屏幕上显示带空格的单词，用户对空格处的字母进行补全，程序判断填补是否正确，并统计正确率。 编程任务：

(1) 建立单词库，并可以方便地对单词库进行增加、删除。 (2) 随机读取一个单词。

(3) 随机隐去单词中的一些字母，规则是：长度为2～4空一个字母，5～7空二个字母，8～

10空三个字母，11以上空四个字母。用随机数方式确定隐去哪几个位上的字母，并在屏幕上显示带空格单词。

(4) 用户填充空格处的字母，程序判断填充是否正确。 (5) 当用户结束游戏时，统计正确率，并输出相应的鼓励语句。

课题44（85分） 数值排序问题

问题描述：实现常用排序算法：插入排序、冒泡排序、选择排序、快速排序、堆排序、归并排序、基数排序和希尔排序，输出有序数列，并输出排序次数。 编程任务：

(1) 实现上述各种排序算法。 (2) 用文件方式输入无序数据。

(3) 用大量不同规模、不同混乱程序数列进行实验，输出有序数列和排序次数。 (4) 分析各种排序算法的时间性能特点。

课题45（95分） 城市管理

问题描述：用无序表实现一个城市数据库。每条数据库记录包括城市名（任意长的字符串）和城市的坐标（用整数x和y表示）。实现数据的插入、删除、查询功能，并实现指定距离内的所有城市。设计算法实现指定一定数目的具体城市，寻找遍历这些城市并回到出发点的最佳路径，观察随着城市数目的增加，算法执行效率的变化。 编程任务：

(1) 用列表对城市进行记录和管理，实现城市的增加、删除和查询功能，并实现文件保存和

读取

(2) 计算城市之间距离，统计输出距离某城市一定范围内的所有城市。 (3) 实现一定规模城市的遍历最佳路径选择。

(4) 分析随着城市数目增加时，算法执行效果的改变，深刻理解旅行商问题。

课题46（95分） 实现简单的数字图像处理

一幅图像是包含位置集和颜色集的数据。考虑二维灰度图像，位置集就是一个矩阵的行列，矩阵的内容为颜色值，颜色为0~255间的整数，表示该位置的灰度等级，0为黑色，255为白色。

图像处理就是与该矩阵相关的计算，一种常见的计算就是通过一点和周围8个点的信息，共同决定该点的新值：如一点的新值为改点和周围8点颜色之和的平均，这一操作可用下图表示。

1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 如果将上述操作变为下图

1/9 1/9 1/9 这样处理后图像会变得平滑，因此，称为平滑操作。

-1 -1 -1 -1 9 -1 -1 -1 -1 操作后图像的边缘变得更加突出，被称为锐化操作。 实现上述图像的平滑和锐化操作。 编程任务：

(1) 常见格式图像的读写(灰度图) (2) 设计上述平滑算子和锐化算子 (3) 实现平滑操作和锐化操作

(4) 观察处理后图像的变化，分析算子的作用。

课题47（85分）

编一棋盘游戏程序，人为一方，计算机为一方，人下时字符 * 将放在所指定的位置，而计算机下时字符 @ 将放在某一空格位置。行、列、或两对角线有连续三个相同字符一方为胜方，也有平局情况。要求能动态演示。

＊ ＠ ＊

课题48（85分）

模拟人工洗牌

＠ ＊ ＊ 编写一个模拟人工洗牌的程序，将洗好的牌分别发给四个人。

使用结构card 来描述一张牌，用随机函数来模拟人工洗牌的过程，最后将洗好的52张牌顺序分别发给四个人。

对每个人的牌要按桥牌的规则输出。即一个人的牌要先按牌的花色（顺序为梅花、方块、红心和黑桃）进行分类，同一类的牌要再按A、K、Q、J、?、3、2牌的大小顺序排列。另发牌应按四个人的顺序依次分发。

注：C++随机数函数有： void srand(unsigned seed)

功能：函数可以设置rand函数所用得到随机数产生算法的种子值。任何大于1的种子值都会将rand随机数产生函数所产生的虚拟随机数序列重新设置一个起始点。

int rand(void)

功能：此函数可以产生介于0到32767间的虚拟随机数，所谓虚拟随机数的意思就是因为当只设置相同的启动种子值，所产生的数值序列都是可预测的。要产生不可预测的数值序列，必须通过srand函数不断改变随机数的启始种子值，已产生最佳的随机数。

头文件：stdlib.h

课题49（85分）

设计一个程序，该程序输入一个英语单词和它的释义（应考虑一个单词可以有多个释义）。将单词和它的释义分别存放在文件word.dat和meaning.dat中。文件word.dat中存储的数据的结构为：

class index { public:

char word[20]; streampos offset; };

其中，数据成员offset用于记录单词word的释义在文件meaning.dat中的位置。用户输入一个单词，屏幕输出该单词的释义。

提倡用MFC的对话框做简单的输入输出交互界面。

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