电脑存储结构设计与实现-课程设计报告.doc

《数据结构》
课程设计报告

课题名称：电脑存储结构设计与实现

一、课题名称
电脑存储结构的设计与实现
二、主要内容
电脑存储结构设计与实现主要是模拟“我的电脑”中硬盘信息的建立、查找、插入、修改、删除等功能。可。基本功能如下：
（1）硬盘初始化信息：我的电脑（根结点）。
（2）硬盘格式化：为我的电脑分区，分区的个数由后台终端输入决定，每个硬盘分区信息包括卷名、文件系统类型、容量等。
（3）文件或文件夹的添加：即创建某个分区的孩子结点信息（文件（夹）），孩子结点的数目由控制台端给出，信息包括文件（夹）名，文件（夹）大小，所有文件（夹）的文件名此处不能重复。 创建好的文件夹中还能创建其孩子结点信息（文件（夹））。
（4）文件或文件夹信息的修改：可以修改某一文件或文件夹的信息，包括名字和大小。
（5）文件或文件夹的查询：查询某一文件或文件夹的具体路径。（从我的电脑开始）
（6）文件或文件夹的删除：删除此文件，如果是文件夹，若其有后代，将删除其所有后代成员（文件或文件夹）。

三、课题设计的基本思想，原理和算法描述
首先，设计的电脑存储结构是一个非线性结构，因此不能用线性结构来做，要用树或是图。而，文件与文件之间的关系是一对多，所以，用树结构来描述。
在确定了使用树结构之后，接着就是设计函数以及函数的各功能的实现了。
然后，基本思路为：1、总程序包含了三个部分，有头文件，各个功能函数和主函数。头文件包含的是函数的外部声明，结构体的定义，以及符号常量的定义。各个功能函数就是通过设计代码，实现程序所需的各个功能的实现。主函数用于设计显示界面和调用各个功能函数。
接着，根据题目要求可知，需要实现的功能函数包括创建结点函数，查找函数，添加函数，修改函数和删除函数。
设计的流程图：
登陆界面
初始化我的电脑
格式化我的电脑
添加文件，查询文件路径，删除文件等操作
退出程序

程序中包含的各个功能函数的流程：
首先是初始化函数：
赋予初始化空间
输入初始化的主盘的名字
初始化成功

接着的是格式化函数：
输入需要添加的主盘名
判断是否存在该主盘
存在
输入分盘的数目以及名称等（for循环）
不存在
格式化成功！

文件的添加函数：
添加函数的开始部分需要判断flat是否等于1；来判断是否已经格式化。然后:
输入需要添加的文件的文件夹
判断是否已存在
存在
不存在
通过for循环，输入添加的各个文件信息
添加成功！

文件的修改流程：
输入需要修改的文件夹名
判断是否存在该文件夹
存在
不存在
输入修改后的文件夹名
修改成功！

文件的查询流程：
输入需要查询的文件夹
判断是否存在该文件夹
存在
不存在
输出所查询的文件信息与路径

四、运行示例及结果分析

图1 将硬盘进行初始化

图2 将硬盘进行格式化，分成了两个区c和d.

图3 在c区内添加文件夹1和2.

图4 查询硬盘中的文件，并且输出它的路径

图5 修改文件名以及文件的容量

图6 再次查询是否修改成功

图7 通过删除操作删除了文件夹1，仍可点击查询文件夹2
五、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施
1、在进行编写输出路径函数的时候，最初的程序中添加了指针parent,但是这样编写起来觉得很复杂了，于是取消了这个指针，这时没办法找到双亲结点，Path功能无法实现，查找资料，得到了path函数。首先通过判断被查询结点的层数，然后利用for 循环中，从该层开始赋值到一个一维数组中，然后利用FindMother函数找到双亲结点，继续赋值给这个一维数组。最后，再通过for 循环将数组反向输出，则可得到路径的输出。
2、由于每次运行一项选择之后，初始界面总是会再次的出现一遍，导致运行窗口显得杂乱，通过查询网上资料，得知使用头文件<stdlib.h>，可以使用system(“cls”);来进行清屏处理，显得整洁了不少，同时利用system(“pause”);也有效的使得在清屏前运行程序得到缓冲，不会一下子就进行清屏，让人反应不及。
3、运行调试的时候经常会出现如下图的情况，这时候重新查看代码，一点点的修改，尤其是把一些有可能错误的代码先注释掉，然后换一种表达方式进行调试。这样能更好的快速找到错误的语句在哪里。

六、总结
这四天左右的课程设计可以说让我学到很多东西，而且也让我在实际操作中掌握了更多的课程知识。感觉用一两句真的是不能概括总结的。
这已经是第二次的计算机课程设计了，同样是c语言的运用，大一时候的c语言还处于基础的阶段，现在这学期又学了不少的运用c语言编程的知识，包括链表，栈的建立，队列的使用，二叉树，图的编写等等，写程序能力进一步提高了些，但还是遇到了不少的问题。
题目是电脑存储结构的设计与实现，是利用树来实现的，如果利用二叉树来做，显然这样每个文件夹里只能够添加两个文件，不合理，于是我采用了的是孩子兄弟链来实现程序的主体结构。同时在程序的初始阶段我也特别注意了在结构体中，添加了每个结点的所代表的文件或是文件夹的类型的判断，这样在每次添加新的结点的时候都可以判断是否为文件夹，是否可以继续添加结点，然而随着对于查询某一个结点的函数的编写，添加判断文件的类型，加大了难度，我只能舍弃了对于文件类型的判断，这算是整个程序的最大的缺陷了。。
不过，在编写别的函数的时候，也有很多的收获，比如对于递归函数的调用，好几个函数都是通过递归来实现的，这也大大加深了我对于递归调用的理解。尤其是查找双亲结点的递归调用，通过查找资料得到之后，理解后豁然开朗。在我看来，读懂递归程序不是难事，而递归调用的编写则是一大挑战，我在今后的学习中，要多多注意在这方面锻炼自己的编写能力。
另外，在编写程序的时候的一大感受是千万不能够浮躁，看到别人编写完程序交作业，自己的心里就开始慌了，是不是做的不够好，怎么他这么快就完成了呢，这个一大忌。这种情况不要急躁，定下心来，钻研好自己的题目，把自己的做好，知道了与别人的差距就好，自己再继续努力就行。
总之，我要努力，继续保持自己的信心，改进自己的不足，在这学期学习的基础和经验上，在下学期把知识好好领悟透彻，争取在以后的课程设计中有更大的进步！
七、参考文献
[1] 李建学等著.《数据结构课程设计案例精编》清华大学出版社（2007）
[2] 唐宁九等主编《数据结构与算法（C++版）》实验和课程设计教程. 清华大学出版社,（2008）
[3]谭浩强等编著 《 C语言教程 》清华大学出版社 （2009年）

程序如下：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 30
typedef struct Data
{
char name[MAX];
char type[MAX];
int vol;
}ElemType;
typedef struct tnode
{
ElemType data;
ElemType date[MAX];
struct tnode *child;
struct tnode *brother;
}TreeNode;

int flat=0;
void Display(TreeNode *q)
{
printf("文件(夹)名：%s\n",q->data.name);
printf("容量：%d\n",q->data.vol);
}

int Generation(TreeNode *t,TreeNode *q)
{
if(t==NULL)
return 0;
else
{
if(strcmp(t->data.name,q->data.name)==0)
return 1;
else
{
if(Generation(t->brother,q)!=0)
return Generation(t->brother,q);
else
{
if(Generation(t->child,q)!=0)
return (Generation(t->child,q)+1);
else
return 0;
}
}
}
}

TreeNode *FindMother(TreeNode *t,TreeNode *q)
{
TreeNode *p;
if(t!=NULL)
{
p=t->child;
while (p!=NULL)
{
if (p==q) return t;
p=p->brother;
}
p=FindMother(t->child,q);
if(p!=NULL)
return p;
else
return FindMother(t->brother,q);
}
return NULL;
}

TreeNode *FindNode(TreeNode *t,char name[])
{
TreeNode *p;
if(t==NULL)
return NULL;
else if(strcmp(t->data.name,name)==0)
return t;
else
{
p=FindNode(t->child,name);
if(p!=NULL)
return p;
else
return FindNode(t->brother,name);
}
}

void Path(TreeNode *t,TreeNode *q)
{
TreeNode *m;
m=q;
if(Generation(t,q)==0)
printf("无路径!");
else
{
int j;
j=Generation(t,q);
for(int i=1;i<j;i++)
{
strcpy(t->date[i].name,FindMother(t,q)->data.name);
q=FindMother(t,q);
}
printf("该文件(夹)路径为：");
for(i=j-1;i>=1;i--)
{
printf("%s-->",t->date[i].name);
}
printf("%s\n",m->data.name);
}
}

void Create(TreeNode *&t)
{
t=NULL;
t=(TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode));
if(flat==1)
printf("已经格式化了!\n");
else
{
printf("请输入主盘的名字：\n");
scanf("%s",&t->data.name);
t->child=t->brother=NULL;
printf("硬盘初始化成功!\n");
}
system("pause");
system("cls");
}

void CleNode(TreeNode *&t)
{
TreeNode *p[MAX],*q;
int childnum;
char name1[MAX];
char name[MAX];
if (flat==1)
printf("已经格式化了!\n");
else
{
printf("请输入主盘的名字：\n");
scanf("%s",&name1);
q=FindNode(t,name1);
while(q==NULL)
{
printf("不存在此盘，请重新输入：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
}
printf("请输入分区的数目：");
scanf("%d",&childnum);
for(int i=1;i<=childnum;i++)
{
p[i]=(TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode));
p[i]->child=p[i]->brother=NULL;
printf("请输入第%d个分区的信息：\n",i);
printf("卷名：");
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("容量：");
scanf("%d",&p[i]->data.vol);
printf("类型：");
scanf("%s",&p[i]->data.type);
if(i==1)
q->child=p[i];
else
p[i-1]->brother=p[i];
}
flat=1;
printf("硬盘格式化成功!\n");
}
system("pause");
system("cls");
}

void Add(TreeNode *&t)
{
TreeNode *p[MAX],*q;
int childnum;
char name[MAX];
if(flat==0)
printf("\t对不起，电脑硬盘还未格式化!\n\n\n");
else
{
printf("请输入需要添加到分区或文件夹的名称：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
while(q==NULL)
{
printf("不存在此文件，请重新输入：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
}
printf("请输入文件或文件夹的数目：");
scanf("%d",&childnum);
for(int i=1;i<=childnum;i++)
{
p[i]=(TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode));
p[i]->child=p[i]->brother=NULL;
printf("请输入第%d个文件或文件夹的信息：\n",i);
printf("名字：");
scanf("%s",&p[i]->data.name);
printf("容量：");
scanf("%d",&p[i]->data.vol);
printf("类型：");
scanf("%s",&p[i]->data.type);
if(i==1)
q->child=p[i];
else
p[i-1]->brother=p[i];
}
}
system("pause");
system("cls");
}

void change(TreeNode *t)
{
if(flat==0)
printf("硬盘还未进行格式化!\n");
else
{
TreeNode *q;
char name[MAX];
printf("请输入需要修改文件(夹)名：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
while(q==NULL)
{
printf("不存在此文件(夹)，请重新输入：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
}
printf("请输入修改后的文件(夹)名为：");
scanf("%s",&q->data.name);
printf("请输入修改后的容量：");
scanf("%d",&q->data.vol);
}
system("pause");
system("cls");
}

void search(TreeNode *t)
{
if(flat==0)
printf("硬盘还未进行格式化!\n");
else
{
TreeNode *q;
char name[MAX];
printf("请输入你要查询的文件(夹)名：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
while(q==NULL)
{
printf("不存在此文件(夹)，请重新输入：");
scanf("%s",&name);
q=FindNode(t,name);
}
printf("你要查询的文件(夹)的信息为：\n");
Display(q);
printf("你要查询的文件(夹)的路径为：\n");
Path(t,q);
}
system("pause");
system("cls");
}

TreeNode * TreeFront(TreeNode *&t,char *name)
{
if(t->brother!=NULL&&t->child==NULL)
{
if(strcmp(t->brother->data.name,name))
return TreeFront(t->brother,name);
else
return t;
}
if(t->child!=NULL&&t->brother==NULL)
{
if(strcmp(t->child->data.name,name))
return TreeFront(t->child,name);
else
return t;
}
if(t->child!=NULL&&t->brother!=NULL)
{
if(strcmp(t->child->data.name,name)==0||strcmp(t->brother->data.name,name)==0)
{
return t;
}
else
{
if(TreeFront(t->brother,name)==NULL)
return TreeFront(t->child,name);
else
return TreeFront(t->brother,name);
}
}
if(t->brother==NULL&&t->child==NULL)
return NULL;
}

void DelTreeNode(TreeNode *t)
{
if(t->brother==NULL&&t->child==NULL)
{
free(t);
}
else
{
if(t->brother!=NULL)
{
DelTreeNode(t->brother);
}
if(t->child!=NULL)
{
DelTreeNode(t->child);
}
}
}

void Delete(TreeNode *t)
{

if(flat==0)
printf("\t对不起，电脑硬盘还未格式化!\n\n\n");
else
{
char name[12];
printf("\t请输入您要删除的文件(夹)名称:");
scanf("%s",name);
TreeNode *p=FindNode(t,name);
if(p==NULL)
printf("\t该文件夹里无此文件(夹)!\n\n");
else
{
if(p==t)
{
flat=0;
if(p->child!=NULL)
DelTreeNode(p->child);
}
else
{
TreeNode *q=TreeFront(t,name);
if(p->brother==NULL)
{
if(q->child==p)
{
q->child=NULL;
if(p->child!=NULL)
DelTreeNode(p->child);
free(p);
}
else
{
q->brother=NULL;
if(p->child!=NULL)
DelTreeNode(p->child);
free(p);
}
}
else
{
if(q->child==p)
{
q->child=p->brother;
if(p->child!=NULL)
DelTreeNode(p->child);
free(p);
}
else
{
q->brother=p->brother;
if(p->child!=NULL)
DelTreeNode(p->child);
free(p);
}
}
printf("\t该文件夹信息已删除!\n\n\n");
}
}
system("pause");
system("cls");
}
}

void main()
{
TreeNode *t;
int n;
while(1)
{
printf(" 电脑存储结构设计与实现 \n");
printf("*****************************************************************\n");
printf(" 1.硬盘初始化信息\n");
printf(" 2.硬盘格式化\n");
printf(" 3.文件或文件夹的添加\n");
printf(" 4.文件或文件夹信息的修改\n");
printf(" 5.文件或文件夹的查询\n");
printf(" 6.文件或文件夹的删除\n");
printf(" 0.退出\n");
printf("*****************************************************************\n");
printf("\n请选择功能选项:");
scanf("%d",&n);
switch(n)
{
case 1: Create(t);break;
case 2: CleNode(t);break;
case 3: Add(t);break;
case 4: change(t);break;
case 5: search(t);break;
case 6: Delete(t);break;
case 0: return;break;
default:printf("输入无效！重新输入！\n");
}
}
}

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