數據結構課設城市公交查詢系統(C語言)

公交線路圖


一. 設計要求:

1、需要用到多個文件,例如文本文件,文件名stations.txt,保存站點信息,格式可以自行設計,例如:編號 站名。等等

2、設計公交線路所需的存儲結構,將文件中的數據讀入內存。

3、提供用戶操作的菜單和界面實現添加、刪除、修改公交、站點、線路信息,注意數據間的關聯性。

4、將修改後的信息保存迴文件。

5、其他查詢操作參見教程。


二. 設計內容:

1、 數據格式**:**

在這個課設中我設計的是兩個文件,一個文件用來存放公交車站名的“stations.txt”,一個用來存放公交線路“bus.txt”。

(1)**“stations.txt”**文件的第一行,記錄的爲公交車站的數量,依次往下,爲所存的公交車站名,其格式爲:

① 公交車站數

② 公交車站名

③ 公交車站名

④ 公交車站名
在這裏插入圖片描述

(2)**“bus.txt****”**文件的第一行,記錄的爲公交車每個站之間有幾條線路,就是一站算一條線路(例如:公交車從仙來廣場到慶豐苑是走了一條線路,從仙來廣場到金三角,就要先從仙來廣場到慶豐苑,再從慶豐苑到金三角,這樣看,是走了兩條線路) 第二行開始記錄公交名,公交車的一條線路的起點和終點,還有兩站之間的距離,其格式爲:

① 公交線路數量

② 公交車名 起始站 終點站 距離

③ 公交車名 起始站 終點站 距離

④ 公交車名 起始站 終點站 距離

…………………………
例如:
公交車名 起始站 終點站 距離
105 圖書館 人民政府 432
105 人民政府 萬達廣場 856
這就說明105路公交車,會經過圖書館–>人民廣場–>萬達廣場。


2、 數據結構**:**

將文件中的數據讀入內存,建立圖的存儲結構,,以下爲存儲結構的C語言定義:

typedef int StationsType;//StationsType 定義整形的變量

typedef struct TrafficNode

{

char name[MAX_STRING_NUM]; //公交號

int EndCity; //該有向邊指向的頂點在數組中的位置,即該公交站編號

int Number ; //用於記錄每站之間的距離

} TrafficNodeDat;

typedef struct VNode

{

StationsType stations;

int BusNum; // 標記下面 Bus 數組裏元素個數

TrafficNodeDat Bus[MAX_TRAFFIC_NUM]; // 數組成員爲結構體,記錄了到達的終點站、距離、和公交號

} VNodeDat;

VNodeDat AdjList[MAX_VERTEX_NUM];


3、 查詢公交線路:

當輸入公交號後,就會輸出公交線路的信息如下圖:
在這裏插入圖片描述

4、 添加公交站:

輸入公交站名存儲成功後會輸出Save OK
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-jKpqZTno-1590671092779)(file:///C:/USERS~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg)]

5、 刪除公交站:

輸入公交需要刪除的公交站成功會提醒:
在這裏插入圖片描述

6、 添加公交線路:

輸入所規定的起始,終點站,公交號和兩站之間的距離:
在這裏插入圖片描述

7、 刪除公交:

輸入公交號刪除成功則輸出OK:
在這裏插入圖片描述


二. 系統子程序及功能設計**:**

int ShowMenu()

int SeekStations(char *name) // 尋找公交站

int SearchBus(char *name)// 查詢公交站

int InsertStations(char *Name) // 添加公交站

int DelStations(char *Name) // 刪除公交站

int SaveSysInfo() // 向程序輸入數據

int InsertBus(char *bus, char *StartCity, char *EndStations, int number)//添加公交

int DelPath(char *name)// 刪除公交

int InitSysData();


三.實驗總結:

1. 在做課設的時候,起初我設計的是一個公交一次性輸入許多路線,這樣也十分的符合公交的特性,但是在做到最優路徑的是吧,出現了大量的bug,於是我進行了查閱資料,於是我就改成了現在的這樣,兩站兩站的輸入信息和存儲信息,只要起始站和終點站,這樣設計。雖然這樣麻煩許多,但是在設計的時候自己對於這種方法掌握的更快一點,於是終於設計出來了這個課設。

2. 這個課設還是有很大的完善空間,在繼續最優路徑搜索的時候,在某些情況下會出現無法輸出的情況,在進行了測試後,發現對於一些不存在的公交站查詢的時候,不會報錯,同時在輸出的時候,不是很人性化,同時該程序的一些地方寫的代碼十分的繁瑣,從而影響了運行速度。這些都是在之後的學習中,需要改進和完善的地方。


四.程序代碼**

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define ERR 0
#define OK 1
#define Dij_MAXN 100
#define MAX_VERTEX_NUM 100
#define MAX_STRING_NUM 100
#define MAX_TRAFFIC_NUM 100

const char StationsFile[] = "stations.txt";
const char BusFile[] = "bus.txt";
typedef int StationsType;//StationsType  定義整形的變量
typedef struct TrafficNode
{
    char name[MAX_STRING_NUM]; // 公交號  //MAX_STRING_NUM 最爲 10
    int EndStations; // 該有向邊指向的頂點在數組中的位置,即該公交站編號
    int Number ; // 用於記錄每站之間的距離
} TrafficNodeDat;
typedef struct VNode
{
    StationsType stations;
    int BusNum; // 標記下面 Bus 數組裏元素個數
    TrafficNodeDat Bus[MAX_TRAFFIC_NUM]; // 數組成員爲結構體,記錄了到達的終點站、距離0、和公交號
} VNodeDat;

VNodeDat AdjList[MAX_VERTEX_NUM];
char StationsName[MAX_VERTEX_NUM][MAX_STRING_NUM]; // 公交站名,採用第一下標爲該城市在本程序中的編號
int StationsNum; // 公交站數目


int ShowMenu()
{
    printf("\n|****************** 歡迎使用城市交通系統 *******|\n");
    printf("\n|------------------1:  添加公交站 --------------|");
    printf("\n|------------------2:  刪除公交線路 ------------|");
    printf("\n|------------------3:  添加交通路線 ------------|");
    printf("\n|------------------4:  刪除公交 ----------------|");
    printf("\n|------------------5:  查詢最短的路線 ----------|");
    printf("\n|------------------6:  查詢公交線路 ------------|");
    printf("\n|------------------7:  清除屏幕 ----------------|");
    printf("\n|------------------0:  退出 --------------------|");
    printf("\n|***********************************************|\n");
    printf("\n 請輸入你的選擇 :");
    return 0;
}

int SeekStations(char *name) // 尋找公交站
{
    int i;
    for (i = 0; i<StationsNum; i++)
    {
        if (strcmp(name, StationsName[i]) == 0) // 比較函數,若相等,則返回 i 值
        {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}


int SaveSysInfo() // 向程序輸入數據
{
    FILE *fp;
    int i, j, total;
    fp = fopen(StationsFile, "w"); // 打開 StationsFile 文檔
    fprintf(fp, "%d\n", StationsNum); // 往文檔中寫公交站的數量
    for (i = 0; i<StationsNum; i++)
    {
        fprintf(fp, "%s\n", StationsName[i]); // 往文檔中寫公交站的名字
    }
    fclose(fp);// 將 StationsFile 文檔關閉
    total = 0;
    fp = fopen(BusFile, "w");// 打開 BusFile 文檔
    for (i = 0; i<StationsNum; i++) // 計算公交的數量
    {
        total += AdjList[i].BusNum;
    }
    fprintf(fp, "%d\n", total); // 往文檔中寫公交的數量
    for (i = 0; i<StationsNum; i++) //
    {
        for (j = 0; j<AdjList[i].BusNum; j++) // 往文檔中寫公交的車次、始發站、終點站
        {
            fprintf(fp, "%s %s %s ", AdjList[i].Bus[j].name,
                                     StationsName[i],
                                     StationsName[AdjList[i].Bus[j].EndStations]);
            fprintf(fp, " %d\n", AdjList[i].Bus[j].Number);// 往文檔中寫
        }
    }
    fclose(fp);

    return 1;
}

int InsertStations(char *Name) // 添加公交站
{
    strcpy(StationsName[StationsNum], Name);
    AdjList[StationsNum].stations = StationsNum;
    AdjList[StationsNum].BusNum = 0;
    StationsNum++;
    return 1;
}

int DelStations(char *Name) // 刪除公交站
{
    int stations, i, j,o=1,k=1;
    stations = SeekStations(Name);
    printf("%s",Name);
    while (true)
    {
        while (StationsName[k] != Name)
        {
            k++;
        }
        if (k > StationsNum)
        {
            o--;
            printf(" 未找到此公交站,請重新輸入! ");
            return 0;
        }
        for (i = stations; i < StationsNum - 1; i++)
        {
            strcpy(StationsName[i], StationsName[i + 1]);
            AdjList[i].BusNum = AdjList[i + 1].BusNum;
            for (j = 0; j < AdjList[i].BusNum; j++)
            {
                strcpy(AdjList[i].Bus[j].name, AdjList[i + 1].Bus[j].name);
                AdjList[i].Bus[j].EndStations = AdjList[i + 1].Bus[j].EndStations;
                AdjList[i].Bus[j].Number = AdjList[i + 1].Bus[j].Number;
            }
        }
        StationsNum--;
    }
    return 1;
}

int InsertBus(char *bus, char *StartCity, char *EndStations, int number)//添加公交
{
    int i, j;
    i = SeekStations(StartCity);
    j = SeekStations(EndStations);
    AdjList[i].Bus[AdjList[i].BusNum].Number = number;
    AdjList[i].Bus[AdjList[i].BusNum].EndStations = j;
    strcpy(AdjList[i].Bus[AdjList[i].BusNum].name, bus);
    AdjList[i].BusNum++; // 公交的數加 1
    return 1;
}

int DelPath(char *name)// 刪除公交
{
    int i, j, flag = 0;
    for (i = 0; i<StationsNum; i++)
    {
        for (j = 0; j<AdjList[i].BusNum; j++)
            if (strcmp(AdjList[i].Bus[j].name, name) == 0)
            {
                flag = 1;
                break;
            }
        if (flag==0)
        {
            for (; j<AdjList[i].BusNum - 1; j++) // 把刪除的公交後的每個公交都前移一位
            {
                AdjList[i].Bus[j].Number = AdjList[i].Bus[j + 1].Number;
                AdjList[i].Bus[j].EndStations = AdjList[i].Bus[j + 1].EndStations;
                strcpy(AdjList[i].Bus[j].name, AdjList[i].Bus[j + 1].name);
            }
            AdjList[i].BusNum--;
            break;
        }
    }
    return 1;
}

int InitSysData()
{
    FILE *fp;
    int i, j, num, number;
    char stmp1[MAX_STRING_NUM];
    char stmp2[MAX_STRING_NUM];
    char stmp3[MAX_STRING_NUM];
    fp = fopen(StationsFile, "r");
    if (!fp)
    {
        printf("\nError:Cannot Open Stations File...\n");
        return -1;
    }
    fscanf(fp, "%d", &StationsNum);
    for (i = 0; i<StationsNum; i++)
    {
        fscanf(fp, "%s", &StationsName[i]);
        AdjList[i].stations = i;
        AdjList[i].BusNum = 0;
    }
    fclose(fp);
    fp = fopen(BusFile, "r");
    if (!fp)
    {
        printf("\nError:Cannot Open Bus File...\n");
        return -1;
    }
    fscanf(fp, "%d", &num);
    for (i = 0; i<num; i++)
    {
        fscanf(fp, "%s", &stmp1); // 公交的車次
        fscanf(fp, "%s", &stmp2); // 公交的始發站
        fscanf(fp, "%s", &stmp3); // 公交的終點站
        j = SeekStations(stmp2);
        AdjList[j].Bus[AdjList[j].BusNum].EndStations = SeekStations(stmp3); // 將公交的車號、始發站、終點站讀出
        strcpy(AdjList[j].Bus[AdjList[j].BusNum].name, stmp1);
        fscanf(fp, "%d", &number);
        AdjList[j].Bus[AdjList[j].BusNum].Number = number;
        AdjList[j].BusNum++;
    }
    fclose(fp);
    return 1;
}

int SearchBus(char *name)// 查詢公交站
{
    FILE *fp;
    int i, j, num, number;
    char stmp1[MAX_STRING_NUM];
    char stmp2[MAX_STRING_NUM];
    char stmp3[MAX_STRING_NUM];
    int stmp4;
    fp = fopen(BusFile, "r");
    if (!fp)
    {
        printf("\nError:Cannot Open Bus File...\n");
        return -1;
    }
    fscanf(fp, "%d", &num);
    for (i = 0; i<num; i++)
    {
        fscanf(fp, "%s", &stmp1); // 公交的車次
        fscanf(fp, "%s", &stmp2); // 公交的始發站
        fscanf(fp, "%s", &stmp3); // 公交的終點站
        fscanf(fp, "%d", &stmp4); // 公交站之間的距離
        if(strcmp(stmp1,name) == 0)
        {
            printf("%s  %s  %s  %d\n" , stmp1 ,stmp2 ,stmp3 ,stmp4);
        }
    }
    fclose(fp);
    return 1;
}

int main()
{
    char name[MAX_STRING_NUM]; // 公交站名
    char s_city[MAX_STRING_NUM]; // 始發站
    char e_city[MAX_STRING_NUM]; // 終點站
    int Command, number = 1;
    int startcity, endcity, traveltype = 0;
    while (true)
    {
        printf("\n");
        ShowMenu(); // 主菜單
        scanf("%d", &Command);// 輸入選擇
        switch (Command) // 對菜單的內容進行選擇
        {
        case 0: // 退出
            return 0;
        case 1: // 添加公交
            InitSysData(); // 讀出文檔中已存的信息
            printf("\n 輸入公交站名 :");
            scanf("%s", &name); // 輸入城市名
            InsertStations(name); // 將城市插入到數組中
            SaveSysInfo(); // 把公交的信息寫入文檔中
            printf(" Save OK!\n");
            break;
        case 2: // 刪除公交站
            InitSysData(); // 讀出文檔中已有的信息
            printf("\n 輸入公交站名 :");
            scanf("%s", &name);
            DelStations(name); // 將公交刪除
            SaveSysInfo(); // 將處理過的信息寫入文檔中
            printf("Save OK!\n");
            break;
        case 3: // 添加路線
            InitSysData();
            printf(" 起始公交站名 :");
            scanf("%s", &s_city); // 起始站
            printf(" 終點公交站名 :");
            scanf("%s", &e_city); // 終點站
            printf(" 輸入公交號  :");
            scanf("%s", &name);
            printf(" 距離 :");
            scanf("%d", &number);
            InsertBus(name, s_city, e_city, number);
            SaveSysInfo();

            printf(" Save OK!\n");
            break;
        case 4: // 刪除公交
            InitSysData();
            printf(" 輸入需要刪除的公交車名 :");
            scanf("%s", &name);
            DelPath(name); // 將路線進行刪除
            SaveSysInfo();
            printf("Save OK!\n");
            break;
        /*case 5: // 最小所坐站
            InitSysData();
            printf("\n 起始公交站 :");
            scanf("%s", &name);
            startcity = SeekStations(name);
            if (startcity<0)
            {
                printf("Error station Name:No such station!\n");
                break;
            }
            printf(" 終點公交站 :");
            scanf("%s", &name);
            endcity = SeekStations(name);
            if (endcity<0)
            {
                printf("Error station Name:No such station!\n");
                break;
            }
            //CalcMinNum(startcity, endcity, traveltype); // 計算最少的站數
            printf("\n");
            break;
            */
        case 6:
            InitSysData();
            printf(" 輸入公交號 :");
            scanf("%s", &name);
            SearchBus(name);
            break;
        case 7:
            system("cls");// 清除屏幕
        }
    }
}


最後:
在本課設中對於車站的輸入大家要格外注意,因爲個人水平的原因,使用這種方法更讓我好理解和進行搜索,在之後的學習中,我會完善該課設,在之後的博客中會進行補充。

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