（一） 问题描述
- 功能要求：设计一个校园导游程序，为来访的客人提供各种信息查询服务。查询服务有：提供任意景点的信息，提供任意两点之间的最短路径，提供任意景点之间的所有路径，提供多个景点之间的最佳访问路径。
- 输入输出要求：用c语言的方式正确输入输出；
(二)算法结构分析与设计
1.算法中抽象数据类型定义： stack,struct
2.算法主要思路：
(三)算法详细设计
1.采用c++定义相关的数据类型：int，
2.算法中主要函数及其作用
void Creat_vertex() //创建无向图
void Creat_maps() //创建地图的信息
void Search_info() //信息查询
void Floyd() //弗洛伊德·最短路径
void Dfs_allpath(int s,int e) //两景点间所有路径查询
void Bestpath_Multispot() //多景点间访问路线查询
void Dis_map() //地图
(四）代码
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<stack>
using namespace std;
#define INF 999999
#define M 20
int dist[M][M];///距离
int path[M][M];///路径
int Stack[M];///路径栈
int top;///栈顶
int counts;///记录路径数
int visited[M];///标记数组
using namespace std;
struct vertex///景点信息结构体
{
int num;///景点编号
char name[20];///景点名称
char info[300];///景点介绍
};
struct maps
{
int n;///点数
int m;///边数
vertex v[M];
int edgs[M][M];///邻接矩阵
} g; ///景点图的结构体
void Creat_vertex()
{
g.v[0].num=1;
strcpy(g.v[0].name,"南门");
strcpy(g.v[0].info,"南苑的正门");
g.v[1].num=2;
strcpy(g.v[1].name,"多功能馆");
strcpy(g.v[1].info,"这是举办文艺活动的场所");
g.v[2].num=3;
strcpy(g.v[2].name,"食堂");
strcpy(g.v[2].info,"这里南院的食堂");
g.v[3].num=4;
strcpy(g.v[3].name,"主楼");
strcpy(g.v[3].info,"上机实验一般在这里");
g.v[4].num=5;
strcpy(g.v[4].name,"小花园");
strcpy(g.v[4].info,"南苑的小花园");
g.v[5].num=6;
strcpy(g.v[5].name,"九教");
strcpy(g.v[5].info,"这是九教");
g.v[6].num=7;
strcpy(g.v[6].name,"图书馆");
strcpy(g.v[6].info,"图书馆");
g.v[7].num=8;
strcpy(g.v[7].name,"宿舍");
strcpy(g.v[7].info,"这是女生宿舍");
g.v[8].num=9;
strcpy(g.v[8].name,"超市");
strcpy(g.v[8].info,"这是学校的超市");
g.v[9].num=10;
strcpy(g.v[9].name,"六教");
strcpy(g.v[9].info,"这是综合楼六教");
}
void Creat_maps()
{
int i,j;
g.n=10;///10个景点
g.m=12;///12条双向路径
for(i=0; i<g.n; i++) ///初始化邻接矩阵
{
for(j=0; j<g.n; j++)
{
g.edgs[i][j]=INF;
}
}
g.edgs[0][1]=g.edgs[1][0]=500;///写入边的信息
g.edgs[0][6]=g.edgs[6][0]=1000;
g.edgs[1][3]=g.edgs[3][1]=200;
g.edgs[1][6]=g.edgs[6][1]=200;
g.edgs[2][6]=g.edgs[6][2]=400;
g.edgs[3][4]=g.edgs[4][3]=300;
g.edgs[4][5]=g.edgs[5][4]=300;
g.edgs[5][6]=g.edgs[6][5]=300;
g.edgs[5][7]=g.edgs[7][5]=200;
g.edgs[5][9]=g.edgs[9][5]=200;
g.edgs[7][8]=g.edgs[8][7]=100;
g.edgs[8][9]=g.edgs[9][8]=500;
}
void Search_info()
{
int i,n;
printf("河北大学的景点有：\n");
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("%d:%s\n",g.v[i].num,g.v[i].name);
}
while(1)
{
printf("请输入你想要查询的景点编号：\n");
printf("按0退出\n\n");
scanf("%d",&n);
getchar();
if(n==0)
{
break;
}
else if(n<0||n>10)
{
printf("输入有误，请重新输入！！！\n\n");
continue;
}
else
{
printf("%d:%s\n",g.v[n-1].num,g.v[n-1].name);
printf("%s\n\n",g.v[n-1].info);
}
}
return ;
}
void Floyd() ///弗洛伊德
{
int i,j,k;
for(i=0; i<g.n; i++) ///初始化距离与路径矩阵
{
for(j=0; j<g.n; j++)
{
dist[i][j]=g.edgs[i][j];
if(i!=j&&dist[i][j]<INF)
{
path[i][j]=i;
}
else
{
path[i][j]=-1;///-1代表不可达
}
}
}
//printf("%d\n",g.n);
for(k=0; k<g.n; k++)
{
for(i=0; i<g.n; i++)
{
for(j=0; j<g.n; j++)
{
if(dist[i][j]>(dist[i][k]+dist[k][j]))
{
dist[i][j]=dist[i][k]+dist[k][j];///更新
path[i][j]=k; ///path用于记录最短路径上的结点*/
}
}
}
}
return ;
}
void Floyd_print(int s, int e)
{
if(path[s][e]==-1||path[s][e]==e||path[s][e]==s)///递归终止条件
{
return;
}
else
{
Floyd_print(s,path[s][e]);///将中间点作为终点继续打印路径
printf("%s->",g.v[path[s][e]].name);///打印中间景点名字
Floyd_print(path[s][e],e);///将中间点作为起点继续打印路径
}
}
void Dfs_allpath(int s,int e)
{
int dis=0;
int i,j;
Stack[top]=s;
top++; ///起点入栈
visited[s]=1;///标记入栈
for(i=0; i<g.n; i++)
{
if(g.edgs[s][i]>0&&g.edgs[s][i]!=INF&&!visited[i])
{
///表明两点可达且未被访问
if(i==e)///DFS到了终点，打印路径
{
printf("第%d条路:",counts++);
for(j=0; j<top; j++)
{
printf("%s->",g.v[Stack[j]].name);
if(j<top-1)///统计路径长度
{
dis=dis+g.edgs[Stack[j]][Stack[j+1]];
}
}
dis=dis+g.edgs[Stack[top-1]][e];
printf("%s\n",g.v[e].name);///打印终点
printf("总长度是：%dm\n\n",dis);
}
else///不是终点接着DFS
{
Dfs_allpath(i,e);
top--;///支路全被访问一遍,顶点出栈
visited[i]=0;///出栈点标记为已出栈，允许下次访问
}
}
}
}
void Bestpath_Multispot()
{
int vNum[M]= {0};
int i,j,dis;
j=1;
dis=0;///统计全程总长
printf("请输入你要游览的第%d个景点的编号（输入-1结束输入）：",j);
scanf("%d",&vNum[j-1]);
while(vNum[j-1]!=-1&&j<10)
{
printf("请输入你要游览的第%d个景点编号：",++j);
scanf("%d", &vNum[j-1]);
if(vNum[j-1]==-1)
{
break;
}
}
printf("\n这是最佳访问路径：");
for(i=0; vNum[i]>0&&vNum[i+1]>0; i++)
{
printf("%s->",g.v[vNum[i]-1].name);///输出路径上的起点
Floyd_print(vNum[i]-1,vNum[i+1]-1);///利用佛洛依德算法
dis+=dist[vNum[i]-1][vNum[i+1]-1];
}
printf("%s\n\n",g.v[vNum[j-2]-1].name);///*输出路径上的终点*/
printf("全程总长为：%dm\n\n",dis);
}
void Dis_menu()
{
printf("\n");
printf(" ************欢迎使用河北大学南院导游咨询系统***********\n\n");
printf(" ***** 1.信息查询 ******************\n");
printf(" ***** 2.两景点之间最短路查询 ******************\n");
printf(" ***** 3.两景点间所有路径查询 ******************\n");
printf(" ***** 4.多景点间访问路线查询 ******************\n");
printf(" ***** 5.退出系统 ******************\n");
printf(" *******************************************************\n");
return ;
}
void Dis_map()
{
printf("\n *河北大学南院校园地图一览*\n\n");
printf(" (9)超市 \n");
printf(" (8)宿舍 ◎ \n");
printf(" ◎--------------| \n");
printf(" | | \n");
printf(" | | \n");
printf(" ⑸小花园 (6)九教 | (10)六教| \n");
printf(" ◎ ◎ ◎ | \n");
printf(" ⑷主楼◎-------|----------------—-|------|----------------| \n");
printf(" | | | \n");
printf(" | | | \n");
printf(" | | ◎ \n");
printf(" ◎⑵多功能馆 (7)图书馆 \n");
printf(" |--------------------------------| \n");
printf(" | |---------------⑶食堂 \n");
printf(" | \n");
printf(" ◎⑴ 南院正门 \n\n");
}
int main()
{
int i,n;
int start,ends;
Creat_vertex();
Creat_maps();
Dis_map();
while(1)
{
Dis_menu();
printf("请输入需要操作的命令：\n");
scanf("%d",&n);
getchar();
if(n<1||n>5)
{
printf("输入有误，请重新输入！！！\n");
continue;
}
else
{
if(n==1)
{
Search_info();
}
else if(n==2)
{
Dis_map();
printf("请输入起点的景点：\n");
scanf("%d",&start);
printf("请输入终点的景点：\n");
scanf("%d",&ends);
Floyd();///弗洛伊德
printf("从%s到%s最短距离是：%d\n",g.v[start-1].name,g.v[ends-1].name,dist[start-1][ends-1]);
printf("%s->",g.v[start-1].name);
Floyd_print(start-1, ends-1);
printf("%s\n",g.v[ends-1].name);
}
else if(n==3)
{
Dis_map();
counts=1;///起始路径数为1
printf("请输入起点的景点：\n");
scanf("%d",&start);
printf("请输入终点的景点：\n");
scanf("%d",&ends);
Dfs_allpath(start-1,ends-1);
}
else if(n==4)
{
Dis_map();
Floyd();///弗洛伊德
Bestpath_Multispot();
}
else if(n==5)
{
return 0;
}
}
}
return 0;
}
