0001：图的操作和应用之景区信息管理系统（C++版数据结构课程设计）

现有一个景区，景区里面有若干个景点，景点之间满足以下条件：
(1) 某些景点之间铺设了道路（相邻）
(2) 这些道路都是可以双向行驶的（无向图）
(3) 从任意一个景点出发都可以游览整个景区（连通图）

开发景区信息管理系统，对景区的信息进行管理。使用图的数据结构来保存景区景点信息，为用户提供创建图、查询景点信息、旅游景点导航、搜索最短路径、铺设电路规划等功能。

文章目录

0001：图的操作和应用之景区信息管理系统（C++版数据结构课程设计）
前言
一、设计要求
- 1.景区信息路线图
- 2.设计要求
二、关键代码
- 1.类的设计
- 2.重要算法
三、运行截图
- 1.主界面
- 2.输出邻接矩阵
- 3.查询景点
- 4.旅游景点导航（路径搜索）
- 5.搜索最短路径（迪杰斯特拉算法）
- 6.铺设电路规划（普利姆算法求最小生成树）
- 7.动态操作（对景点或者边增删改）
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前言

数据结构是计算机学科实践性很强的一门核心课程。课程设计是加强学生实践能力的一个强有力手段，要求学生掌握数据结构的应用、算法的编写、类C语言的算法转换成C/C++/Java程序并上机调试的基本方法，还要求学生在完成程序设计的同时能够写出比较规范的设计报告。严格实施课程设计这一环节，对于学生基本程序设计素养的培养和软件工作者工作作风的训练，将起到显著的促进作用。

一、设计要求

1.景区信息路线图

2.设计要求

(1) 读文件创建图
输入：从Vex.txt文件中读取景点信息，从Edge.txt文件中读取道路信息。
处理：根据读取的景区信息创建景区景点图。

(2) 查询景点
输入：想要查询的景点的编号。
处理：根据输入的景点编号，查询该景点及相邻景点的信息。
输出：
① 景点名字
② 景点介绍
③ 相邻景区的名字
④ 到达相邻景区的路径长度

(3) 旅游景点导航
输入：起始景点的编号。
处理：使用深度优先搜索(DFS)算法，查询以该景点为起点，无回路游览整个景区的路线。
输出：所有符合要求的导航路线。

(4) 搜索最短路径
输入：
① 起始景点的编号
② 终点的编号。
处理：使用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，求得从起始景点到终点之间的最短路径，计算路径总长度。
输出：
① 最短路线
② 路径总长度

(5) 铺设电路规划
处理：根据景区景点图使用普里姆(Prim)算法构造最小生成树，设计出一套铺设线路最短，但能满足每个景点都能通电的方案。
输出：
① 需要铺设电路的道路
② 每条道路铺设电路的长度
③ 铺设电路的总长度

(6) 修改图保存文件
插入、删除、修改顶点、边的信息，注意顶点和边的关系，之后保存文件，重新读取文件建立图的存储结构并显示。
重点注意顶点和边的关系，考虑边是否重复？顶点是否存在？……

二、关键代码

1.类的设计

点的类 Node.h：

#ifndef NODE_H_INCLUDED
#define NODE_H_INCLUDED
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>using namespace std;class Node
{public:bool visited;Node(int number=-1,string name=" ",string introduction=" ");int m_number;string m_name;string m_introduction;//void SeekNode(int number);
};#endif // NODE_H_INCLUDED

边的类 Edge.h：

#ifndef EDGE_H_INCLUDED
#define EDGE_H_INCLUDED
#include <iostream>class Edge
{public:Edge(int nodeIndexA=0,int nodeIndexB=0,int weightValue=0);int m_iNodeIndexA;int m_iNodeIndexB;int m_iWeightValue;bool m_bSelected;};#endif // EDGE_H_INCLUDED

图的类 Map.h：

#ifndef MAP_H_INCLUDED
#define MAP_H_INCLUDED
#include <vector>
#include "Node.h"
#include "Edge.h"
using namespace std;class Map
{public:Map(int capacity);~Map();bool addNode(Node *pNode);// 向图中添加顶点void resetNode();//重置顶点bool setValueToMatrixForUndirectedGraph(int row,int cli,int val=1);//设置邻接矩阵void printMatrix();//打印邻接矩阵void DFS(int nodeIndex,int beginNum);//深度优先遍历void seekNode(int number);//查询景点void mapDFS(int nodeIndex);//旅游景点导航void primTree(int nodeIndex);//普利姆算法生成树void Dijkstra(int v0,int v1);//迪杰斯特拉算法bool hasNode(string nodeName);bool hasEdge(int NodeAnum,int NodeBnum);private:bool getValueFromMatricx(int row,int col,int &val);//从矩阵中获取权值void breadthFirstTraverseImpl(vector <int> preVec);//广度优先遍历实现函数int getMinEdge(vector<Edge> edgeVec);
private:int m_iCapacity;//最多可以容纳的顶点数int m_iNodeCount; //已经添加的顶点个数Node *m_pNodeArray;//用来存放顶点数组int *m_pMatrix; //用来存放邻接矩阵Edge *m_pEdge;//用来存放边数组};#endif // MAP_H_INCLUDED

2.重要算法

迪杰斯特拉（Dijkstra）算法函数：

void Map::Dijkstra(int v0,int v1)
{int dist[m_iCapacity];int path[m_iCapacity];bool final[m_iCapacity];dist[v0]=0;path[v0]=v0;for(int i=1;i<m_iCapacity;i++){if(m_pMatrix[v0*m_iCapacity+i]!=0){dist[i]=m_pMatrix[v0*m_iCapacity+i];}else{dist[i]=100000;}path[i]=v0;final[i]=false;}for(int i=0;i<m_iCapacity;i++){int minds=100000;int ind=10000;for(int j=0;j<m_iCapacity;j++){//寻找目前的路径距离中最小的一个if(!final[j]&&dist[j]<minds){minds=dist[j];ind=j;}}final[ind]=true;for(int j=0;j<m_iCapacity;j++){//更新distif(m_pMatrix[ind*m_iCapacity+j]!=0&&!final[j]&&(minds+m_pMatrix[ind*m_iCapacity+j])<dist[j]){dist[j]=minds+m_pMatrix[ind*m_iCapacity+j];path[j]=ind;}}}//路线规划 倒置的int endNum=v1;vector <int> ewayNum;while(1){if(path[endNum]!=v0){ewayNum.push_back(endNum);endNum=path[endNum];}if(path[endNum]==v0){ewayNum.push_back(endNum);break;}}//转换成正置路线int wayNum[ewayNum.capacity()];for(int i=0;i<(int)ewayNum.capacity();i++){wayNum[i]=ewayNum[ewayNum.capacity()-1-i];}//输出正置路线cout<<v0<<endl;for(int i=0;i<(int)ewayNum.capacity();i++){cout<<wayNum[i]<<endl;}cout<<dist[v1]<<endl;
}

普利姆（Prim）算法函数：

void Map::primTree(int nodeIndex)
{int AllWeightValue=0;int value=0;int edgeCount=0;vector <int> nodeVec;vector <Edge> edgeVec;//cout<<m_pNodeArray[nodeIndex].m_name<<endl;nodeVec.push_back(nodeIndex);m_pNodeArray[nodeIndex].visited=true;while(edgeCount<m_iCapacity-1){int temp=nodeVec.back();for(int i=0;i<m_iCapacity;i++){getValueFromMatricx(temp,i,value);if(value!=0){if(m_pNodeArray[i].visited){continue;}else{Edge edge(temp,i,value);edgeVec.push_back(edge);}}}//从可选边集合中选出最小边int edgeIndex=getMinEdge(edgeVec);edgeVec[edgeIndex].m_bSelected=true;cout<<edgeVec[edgeIndex].m_iNodeIndexA<<"---"<<edgeVec[edgeIndex].m_iNodeIndexB<<" ";cout<<edgeVec[edgeIndex].m_iWeightValue<<endl;AllWeightValue+=edgeVec[edgeIndex].m_iWeightValue;m_pEdge[edgeCount]=edgeVec[edgeIndex];edgeCount++;int nextNodeIndex=edgeVec[edgeIndex].m_iNodeIndexB;nodeVec.push_back(nextNodeIndex);m_pNodeArray[nextNodeIndex].visited=true;// cout<<m_pNodeArray[nextNodeIndex].m_introduction<<endl;}cout<<AllWeightValue<<endl;for(int j=0;j<m_iCapacity-1;j++){m_pNodeArray[j].visited=false;}
}

三、运行截图

1.主界面

2.输出邻接矩阵

3.查询景点

4.旅游景点导航（路径搜索）

5.搜索最短路径（迪杰斯特拉算法）

6.铺设电路规划（普利姆算法求最小生成树）

7.动态操作（对景点或者边增删改）

资源学习与下载

CSDN下载：C++语言景区信息管理系统（数据结构课程设计图的操作与应用）（codeblocks版本代码资源）

CSDN下载：C++语言景区信息管理系统（数据结构课程设计图的操作与应用 vs版本）（vs版本代码资源）

CSDN下载：课设任务书与报告景区信息管理系统（数据结构课设图的操作与应用）（课设任务书以及课设报告）

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