逍股（ShareGo）——股票查询与分析系统

一、实现方法
- 1. 功能模块图
- 2. 模块说明
- - （1）数据结构的定义
  - （2）核心函数的定义
- 3. 页面流程图
二、实验结果
- 1. 查询功能：
- - 1.1 基于哈希表的股票基本信息查询
  - 1.2.1 基于二叉排序树的股票基本信息查询
  - 1.2.2 基于二叉排序树的股票基本信息删除
  - 1.3 基于KMP的股票网址查询
  - 1.4 基于单链表的股票价格信息查询
- 2. 分析功能：
- - 2.1.1 基于直接插入排序的股票价格分析
  - 2.1.2 基于快速排序的股票价格分析
  - 2.1.3 基于简单选择排序的股票价格分析
  - 2.2 基于Floyd的股票相关性计算
  - 2.3.1 基于Prim最小生成树的股票基金筛选
  - 2.3.2 基于Kruskal最小生成树的股票基金筛选
  - 2.4 基于二部图的股票基金筛选
三、尚存在的问题
四、结论分析
- 1. 知识方面
- 2. 能力方面
- 3. 素养方面

一、实现方法

1. 功能模块图

图1 系统的功能模块图

2. 模块说明

（1）数据结构的定义

① 每支股票的详细信息：

//每支股票的详细信息
typedef struct Detail{QString date;                   //日期double openPrice;               //开盘价double closePrice;              //收盘价double maxPrice;                //最高价double minPrice;                //最低价double volume;                    //成交量int turnover;                      //成交额（万元）QString rate;                //换手率%double iodAmount;             //涨跌额QString iodRate;               //涨跌幅%
}Detail;

② 一支股票的信息：

//一支股票的信息
typedef struct Stock{QString stockCode;             //股票代码QString name;                     //股票简称QString tradeCode;                //行业编码QString firstTrade;             //一级门类QString secondTrade;            //二级门类QString place;                //上市交易所QString coName;                  //公司全称QString launchDate;               //上市日期QString province;                 //省份QString city;                   //城市QString person;                 //法人QString address;                //地址QString web;                    //网址QString email;                  //邮箱QString phone;                  //电话QString business;               //主营业务QString area;                   //经营范围Detail *details;                //详细信息int length;                     //详细信息长
}Stock;

③ 哈希表的定义：

// 哈希表
typedef struct Hash{Stock stock;struct Hash *next;
}Hash, *HashTable;

④ 二叉排序树的定义：

//二叉排序树
typedef struct BSTNode{Stock st;                       //每个结点的数据域包括关键字项和其他数据项struct BSTNode *lchild, *rchild;//左右孩子指针
}BSTNode, *BSTree;

⑤ 链表的定义：

typedef struct ElemType{Stock st;                    //股票信息int index;                    //股票详细信息的下标
}ElemType;typedef struct LNode{ElemType data;               //数据域struct LNode *next;            //指针域
}LNode, *LinkList;                  //LinkList为指向结构体LNode的指针类型

⑥ 60支筛选的股票：

//筛选的股票
typedef struct SelectedStock{int node;                      //点QString name;                    //股票名称QString stockCode;                //股票代码double score;                     //评分
}SelectedStock;

⑦ 筛选的股票与边组成的图：

//股票之间的边
typedef struct Edge{int node1;                      //点1int node2;                      //点2int val;                        //边权
}Edge;//筛选的股票与边组成的图
typedef SelectedStock VerTexType;   //顶点的数据类型为股票
typedef int ArcType;                //边的权值类型为整型
typedef struct
{VerTexType vexs[MVNum];        //顶点表ArcType arcs[MVNum][MVNum];        //邻接矩阵int vexnum, arcnum;               //图的当前点数和边数
}AMGraph;//存储边的信息
struct Edg{VerTexType head;                 //边的始点VerTexType tail;                  //边的终点ArcType lowcost;                //边上的权值
};

（2）核心函数的定义

1.1 基于哈希表的股票基本信息查询：

void Inquire();                                                  //查询功能
void CreateHashTable(HashTable *hash, Stock *st, double &ASL);  //创建哈希表
bool SearchTable(HashTable *hash, QString code, Stock &s);      //查找哈希表

1.2.1 基于二叉排序树的股票基本信息查询：

void Inquire();                                      //查询功能
int GetTotalWeight(BSTree T, int w);                //计算所有点的查找长度之和

1.2.2 基于二叉排序树的股票基本信息删除：

void Delete();                                       //删除结点操作
void DeleteBST(BSTree &T, QString key);             //从二叉排序树T中删除关键字等于key的结点

1.3 基于KMP的股票网址查询：

void Inquire();                                      //查询功能
bool KMP(QString S, QString T, int *next);          //判断是否匹配
void GetNext(QString T, int *next);                 //计算next函数

1.4 基于单链表的股票价格信息查询：

void Inquire();                                                  //查询功能
void CreateList(LinkList &L, Stock *s, QString dateInquire);    //排序功能
void PrintList(LinkList L);                                     //将链表信息写入文本框中

2.1.1 基于直接插入排序的股票价格分析：

void Sort();                                            //排序功能
void Export();                                          //导出功能
bool cmp(LNode *pre, LNode *p, int mode, int order);    //排序方式
void InsertSort(LinkList &L, int mode, int order);      //直接插入排序

2.1.2 基于快速排序的股票价格分析：

void Sort();                                             //排序操作
int Partition(SqList &L, int low, int high);            //对子表[low, high]进行排序，返回枢轴位置
void QSort(SqList &L, int low, int high);               //递归实现快速排序

2.1.3 基于简单选择排序的股票价格分析：

void Sort();                                            //排序功能
void Export();                                          //导出操作
void SelectSort(DetailStock *ds, int mode);             //简单选择排序

2.2 基于Floyd的股票相关性计算：

void Analyse();      //分析功能//用Floyd算法求无向图G中各对顶点i和j之间的最短路径
void ShortestPath_Floyd(AMGraph G, ArcType (*D)[MVNum], int (*path)[MVNum]);

2.3.1 基于Prim最小生成树的股票基金筛选：

void Analyse();                                                              //分析功能
void CreateShortestDisG(AMGraph &shortestDisG, AMGraph G);          //构建最短距离图
void MiniSpanTree_Prim(AMGraph G, VerTexType u);                    //无向图G以邻接矩阵形式存储，从顶点u出发构造G的最小生成树T，输出T的各条边
bool cmp(Edg e1, Edg e2);                                           //比较方式
bool IsInsertable(SelectedStock *cntS, int cnt, SelectedStock s);   //判断当前股票s是否与数组有重复
void Sort(Edg *e, int n);                                           //对边进行排序

2.3.2 基于Kruskal最小生成树的股票基金筛选：

void Analyse();                                                              //分析功能
void CreateShortestDisG(AMGraph &shortestDisG, AMGraph G);          //构建最短距离图
bool cmp(Edg e1, Edg e2);                                           //比较方式
bool IsInsertable(SelectedStock *cntS, int cnt, SelectedStock s);   //判断当前股票s是否与数组有重复
void MiniSpanTree_Kruskal(AMGraph G);                               //无向图G以邻接矩阵形式存储，构造G的最小生成树T，输出T的各条边
void InitEdg(Edg *e, AMGraph G);                                    //初始化辅助边

2.4 基于二部图的股票基金筛选：

void Analyse();                                                            //分析功能
bool CreateSubGraph(AMGraph G, AMGraph& SubG, int* id, QSpinBox **nodeBox);//创建子图
bool DFS(AMGraph G, int v, int c, int *color);                             //给点染色

3. 页面流程图

图1.2 页面流程图

二、实验结果

1. 查询功能：

1.1 基于哈希表的股票基本信息查询

输入的“股票代码”。点击“查询”按钮，若该股票存在，则显示该股票的“股票名称”、“股票代码”、“股票所属一级行业”、“所属二级行业”、“主营业务”，同时输出查找成功的ASL（如图2.1.1）；若所查询的股票不存在，则显示错误提示（如图2.1.2）。

图2.1.1 哈希表查找成功图

图2.1.2 哈希表查找失败图

1.2.1 基于二叉排序树的股票基本信息查询

输入“股票代码”。点击“查询”按钮，若该股票存在，则显示该股票最近一日的“开盘价”、“收盘价”和“涨跌幅”，同时输出查找成功的ASL（如图2.2.1）；若所查询的股票不存在，则显示错误提示（如图2.2.2）。

图2.2.1 二叉排序树查找成功图

图2.2.2 二叉排序树查找失败图

1.2.2 基于二叉排序树的股票基本信息删除

输入“股票代码”。点击“查询”按钮，若该股票存在，则删除二叉排序树中的一个结点，显示该结点位置的新结点信息及左右孩子信息。（如图2.3.1）；若所查询的股票不存在，则显示错误提示（如图2.3.2）。

图2.3.1 二叉排序树删除成功图

图2.3.2 二叉排序树删除失败图

1.3 基于KMP的股票网址查询

输入网址字符串的子串，点击“查询”按钮，查询所有股票的“网址”字段。如果匹配成功，则显示所有股票的名称和代码。（如图2.4.1）；否则显示错误提示（如图2.4.2）。

图2.4.1 KMP匹配成功图

图2.4.2 KMP匹配失败图

1.4 基于单链表的股票价格信息查询

选择一个日期。点击“查询”按钮，若该日有股票信息，则显示该日所有股票的基本信息和价格信息（如图2.5.1）；否则则显示错误提示（如图2.5.2）。

图2.5.1 单链表查询成功图

图2.5.2 单链表查询失败图

2. 分析功能：

2.1.1 基于直接插入排序的股票价格分析

选择日期和根据“开盘价”、“收盘价”和“涨跌幅”对所有股票进行升序或降序排序。点击“排序”按钮，若该日有股票信息，并显示排序后的结果。每支股票信息占一行，每行包括“序号”、“股票代码”、“股票名称”、“开盘价”、“收盘价”、“涨跌幅”（如图2.6.1）；否则显示错误提示（如图2.6.2）。点击“导出文件”按钮，可将排序后的结果按照存储在文件名为“价格和涨跌幅排序结果.csv”的文件中，并弹出提示信息“文件导出成功”（如图2.6.3）。

图2.6.1 直接插入排序成功图

图2.6.2 直接插入排序失败图

图2.6.3 导出文件成功图

2.1.2 基于快速排序的股票价格分析

输入“一级行业名称”。点击“排序”按钮，根据每支股票数据中的最大涨跌幅，对同一行业内的股票进行由高到低的排序。若该日有股票信息，并显示排序后的结果。每支股票信息占一行，每行包括“序号”、“股票代码”、“股票名称”、“涨跌幅”、“日期”（如图2.7.1）；若不存在输入的一级行业，则显示错误提示（如图2.7.2）。

图2.7.1 快速排序成功图

图2.7.2 快速排序失败图

2.1.3 基于简单选择排序的股票价格分析

选择根据“评分”和“收盘价”对所有股票进行降序排序。点击“排序”按钮，并显示排序后的结果。每支股票信息占一行，每行包括“序号”、“股票代码”、“股票名称”、“收盘价”（如图2.8.1）。点击“导出文件”按钮，可将排序后的结果按照输出的格式存储在文件名为“评分排序结果.csv”和“收盘价排序.csv”的文件中，并弹出提示信息“文件导出成功”。

图2.8.1 简单选择排序成功图

2.2 基于Floyd的股票相关性计算

选择两个不同的股票编号，点击“分析”按钮。若编号不同，计算这两支股票的相关性，可以计算任意两支股票之间的最短距离。采用Floyd算法。输出任意两点间的最短路径（如图2.9.1）；否则输出编号相同的错误提示信息（如图2.9.2）。

图2.9.1 Floyd最短路径成功图

图2.9.2 Floyd最短路径失败图

2.3.1 基于Prim最小生成树的股票基金筛选

点击“分析”按钮，利用60支股票的最短距离图，该图的任意两点之间都有边，边的权值为两点的最短距离。基于该图采用Prim算法得到最小生成树，然后挑选出该最小生成树中边权值最小的若干条边，获得6个结点，每行输出一条边，包含“边的权值”、“边的结点1：股票名称”、“边的结点2：股票名称”。（如图2.10.1）

图2.10.1 Prim算法

2.3.2 基于Kruskal最小生成树的股票基金筛选

点击“分析”按钮，利用60支股票的最短距离图，该图的任意两点之间都有边，边的权值为两点的最短距离。基于该图采用Kruskal算法得到最小生成树，然后挑选出该最小生成树中边权值最小的若干条边，获得6个结点，每行输出一条边，包含“边的权值”、“边的结点1：股票名称”、“边的结点2：股票名称”。（如图2.10.2）

图2.10.2 Kruskal算法

2.4 基于二部图的股票基金筛选

利用二部图的判别原理，在利用“60支股票信息”构造的股票相关性图结构中判断输入的十个点能否形成一个二部图。选择十个不重复的数字（数字范围为[1,60]），代表60支股票的序号，点击“分析”按钮。若10个点中有重复，则输出提示信息（如图2.11.1）；否则，若能构成二部图，则给出该二部图（如图2.11.2）；若不能构成二部图，则输出提示信息（如图2.11.3）。

图2.11.1 存在重复点图

图2.11.2 二部图图

图2.11.3 非二部图图

三、尚存在的问题

由于时间所限，该系统目前点击按钮全部依托于鼠标，现在目前的按钮交互方式为鼠标点击按钮方可触发，尚未实现直接使用键盘便可触发按钮的点击，用户体验感较差，后续有时间将进行系统优化。
由于水平有限，该系统的数据全部是基于csv文件的读写操作，未使用数据库对数据进行加密而可能会导致数据泄露等问题的出现，将会在后续相关课程的学习中对本系统进行更新升级。

四、结论分析

1. 知识方面

二叉排序树和散列表
        二叉排序树：平均查找长度和树的形态有关。当先后插入的关键字有序时，构成的二叉排序树蜕变为单支树。树的深度为 nnn ，其平均查找长度为 n+12\frac{n+1}{2}2n+1 （和顺序查找相同），这是最差的情况。显然，最好的情况是，二叉排序树的形态和折半查找的判定树相似，其平均查找长度和 log2nlog_{2}{n}log2n 成正比。就平均而言，二叉排序树的平均查找长度仍然和 log2nlog_{2}{n}log2n 是同数量级的。
        散列表：本次课设用到散列表处理冲突的方法为链地址法。把具有相同散列地址的记录放在同一个单链表中，称为同义词链表。有m个散列地址就有 mmm 个单链表，同时用数组 HT[0…m−1]HT[0…m−1]HT[0…m−1] 存放各个链表的头指针，凡是散列地址为i的记录都以结点方式插入到以 HT[i]HT[i]HT[i] 为头结点的单链表中，该方法的查找成功的平均长度的数量级接近1。
        虽然散列表的ASL比二叉排序树来的更为高效，但是散列表中的数据是无序存储的，如果要输出有序的数据，需要先进行排序。而对于二叉查找树来说，我们只需要中序遍历，就可以在 $ O(n) $ 的时间复杂度内，输出有序的数据序列。
快速排序：
我之前深受 ACM 的影响，每次排序时直接使用 C++ 已经封装好的 sortsortsort 函数进行排序，而不是认认真真地将快速排序自己进行封装，因此对快速排序的理解不是很深入。通过查阅数据结构教材和深入分析，巩固和加深了快速排序的相关知识点，明白了快排的内部思想——在待排序的 nnn 个记录中任取一个记录（通常取第一个记录）作为枢轴，设其关键字为 pivotkeypivotkeypivotkey 。经过一趟排序把所有关键字小于 pivotkeypivotkeypivotkey 的记录交换到前面、大于pivotkeypivotkeypivotkey 的交换到后面，结果将待排序记录分成两个子表，最后将枢轴放置在分界处的位置。然后，分别对左、右子表重复上述过程，直至每一子表只有一个记录时，排序完成。
二部图：
在构建二部图时，由于不清楚二部图在数据结构中的具体实现方法，对染色法这种判断一个图是否为二部图方法也未尝涉猎，通过查阅应答网站StackOverflow、论坛等网络资源和深入分析，巩固和加深了图的遍历这一知识点，最终决定用深度优先搜索 DFSDFSDFS 来实现染色法遍历图。

2. 能力方面

主通过本次课设，提升了我的算法实现能力、算法分析能力、代码调试能力、解决复杂工程问题的能力和创新能力等等。

算法实现能力
平常更多接触到算法知识的便是做ACM相关的算法题目，而这么多算法一齐组成一个系统还是第一次去尝试，当将算法融入股票查询与分析系统时，便更加考验算法实现的能力。每次完成一个功能时便会很有成就感，同时，也使得我的算法实现能力得到飞速提升。
算法分析能力
本次课设，一个系统却包含了几乎这学期《数据结构》课上的所有重点算法，还有额外的二部图相关的算法。在该系统进行编写的过程中，让我的算法分析能力得到了提升。
代码调试能力
本次课设，我觉得调试代码的时间要远超编写代码的时间，有时一个功能写完后发现运行结果与自己预期不一致，毫不夸张的将，明明写只需一个小时，但调试却要花上几个小时。但是，当自己调试发现错误所在之处时，内心会无比的激动。同时，调试代码的过程中，也让我能力得到进一步的提升。
解决复杂工程问题的能力
对于这种大项目工程，一定要有整体的规划和布局，不能“随心所欲”的编程，要有大局观念，应当先分模块，绘制功能模块图，然后设计相关的数据结构以及相关的操作定义，接着是页面的流程图，最终编程实现每个功能。
创新能力
本次实验，在底层使用数据结构和算法之外，为了让系统更加具有实用性和发挥其价值，我使用了Qt这一开发的跨平台 C++ 图形用户界面应用程序开发框架，其良好封装机制使得其模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常方便的；为了更有系统的感觉和方便其商业利用，我自己设计了系统的 logo ——逍股（ShareGo）；为了让系统更加美观，我使用Photoshop为系统绘制了背景以及使用“Web前端开发”这门课学过的CSS语言设计了按钮的样式和窗口的样式……诸如此类的设计让我觉得自己不只是在完成一门课程设计，而是真正在做一个系统、一个项目，这也让我更有动力，同时也提升了我的创造能力。

3. 素养方面

通过本次课设，提升了我全面看待问题、整体布局、职业道德规范等综合素养。

看待问题方面
通过之前对企业的调研，全面分析企业的基本面信息并对企业进行评分，从而我懂得了看待一个问题，要求我们看问题既要全面，又要善于分清主流和支流；此外，应该认清事物是变化发展的，要用发展的观点看问题，一支股票，不能因为其过去一直不景气或是未来趋势有所下降就一味的否定，也不可因为其过去一路飙升或是未来前途光明就一味的认同，而是要根据其过去、现在、未来综合考量，很多问题也一样，要用发展的眼光去看待。
整体布局方面
通过设计并实现课设的复杂系统，谈谈处理问题时应该如何进行全局统筹规划，具有大局意识。例如，对于本次课程设计——股票查询与分析系统这种大项目工程，一定要有整体的规划和布局，不能“随心所欲”的编程，要有大局观念，应当先分模块，绘制功能模块图，然后设计相关的数据结构以及相关的操作定义，接着是页面的流程图，最终编程实现每个功能。同样，面对人生许多问题也是如此，应该先整体统筹规划，分解成若干小问题，再逐一击破，方臻意境。
职业道德规范方面
通过阅读和学习《软件工程师职业道德规范和标准》，我认识到作为软件工程师在软件开发中应该遵守的职业道德规范。我觉得我们应该有高度的责任心和强烈的使命感、有自觉的规范化和标准化意识、有强烈的相互协作的团队精神、有良好的和同事沟通的能力、正确对待客户需求，认真弄懂客户需求，不任意解释客户需求、有自觉的保密意识和产权意识、通过实践养成良好的文档习惯、通过学习和总结而引发出创新精神和创新能力、服从上级主管分配的任务和安排、具有软件工程的概念。计算机世界是一个日新月异的世界。我们作为后备力量，应该在自己的整个学习过程和职业生涯中，不仅要不断更新和完善自己的专业知识，而且还要不断提升自己的道德情操和职业操守的水平以及管理能力。

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