导航系统报告 数据结构大作业

一、系统概述

1.开发环境：windows 10，Clion2022

2.开发语言：C++

3.设计内容：设计学校的平面图，至少包括10个以上的场所，每两个场所间可以有不同的路，且路长也可能不同，找出从任意场所到达另一场所最短路径，以及从任意场所到达所有场所的最短路径。

图1-1 学校平面图设计

（1）地点设置介绍：如图1-1所示，设计图共计16个场所，并进行了编号（从0开始）；

（2）顶点间的距离值：各顶点间距离值如图1-1所示,单位为米。

4.用户需求：

图1-2 菜单

图1-2展示了本程序初步设计的菜单，通过命令行实现用户交互，基本功能如下：

a)显示校园平面图：打印校园平面图；

b)两地点间最短路径：由用户输入起点、终点，并输出最短距离值与最短路径；

c)校园导航：由用户选择当前位置，输出“从当前位置开始，到达所有场所，最终返回当前位置”的最短距离、路径；

d)留下评论：读取用户输入评论，写入文件；

e)查看评论：从文件中读取评论并打印。

5.设计思想：

a)图的存储：将校园地图通过邻接矩阵进行存储；

b)两地点间最短路径：在初始化时，通过Dijkstra算法计算出任意两点间的最短距离、路径，用户使用该功能时只需查表并输出即可；

c)校园导航：本质是非完全图，允许重复访问的旅行商问题。通常的旅行商问题是NPC问题，并且要求完全图，非完全图的求解较难。本次系统设计通过将非完全图转化为完全图，然后使用状态压缩动态规划解决旅行商问题，达到本功能的近似求解。经过学习了解，此种方法不一定能得到最优解，但本人在网上尚未找到权威资料以解决本问题。

二、系统总体设计

2.1用户交互设计

图2-1 用户交互

图2-1为用户交互流程图，其设计了一个简单循环，循环中获取用户输入、解析并执行，执行操作后进行下一次循环（或退出程序）。

2.2图操作模块设计

图操作模块主要针对“两地点间最短路径”、“校园导航”两大功能进行设计。

由于程序功能