压缩软件课程设计书
一、问题描述：
建立一个文本文件，统计该文件中各字符频率，对各字符进行Huffman编码，将该文件至翻译成Huffman编码文件，再将Huffman编码文件翻译成原文件。
二、算法分析及思路：
对于该问题，我们做如下分析：
（1）首先得构造出哈弗曼树，我们用函数HuffmanTree(int w[],int s[],int n)设计；（2）在构建哈弗曼树的基础上，进一步实现哈弗曼编码问题，我们用函数Huffmancode(char wen[])设计；
（3）实现哈弗曼编码后再进一步实现哈弗曼译码问题，我们用函数Huffmandecode()设计；
（4）其中编码问题中，得进一步统计出各个字符在文件中的频率，并进行一些必要的标记，我们用函数runhuffman(char wen[])设计；
（5）在译码过程中，还有必要的一步是比较原文件与译码后的文件是否相同，我们用函数compare(char wen[])设计；
（6）其中的文件输入我们用到类”fstream.h”中的输入输出流，并在运行的文件夹中建立一个文件名为逍遥游的文本文件，且在逍遥游文件中输入需要编码的数据。
三、主要解决的设计问题：
1.写一个对txt文件压缩和解压的程序，使用动态编码。
2.使用Huffman编码压缩和解压时，Huffman树的存储可以直接存储树结构，也可以存储所有字符的频度或权值，然后读取时建立Huffman树；
3.使用Huffman编码压缩和解压时，注意定义压缩码的结束标记，可以使用一个特殊的字符作为结束标记，也可以在压缩码之前存储其比特长度；如果使用一个特殊字符作为结束标记，则其频度为1，需要在建立Huffman树时把它看作一个独立的字符进行建树。
4.使用Huffman编码压缩和解压时，在一个缓冲区里面收集压缩码比特流，每当收集的比特数满8时，可以把这8比特通过位操作合并成一个字节写入文件（当然也可以收集满一定数目的字节后再写入文件）。写入文件的最小信息单位为字节。
四、程序设计的流程图：
五、输入和输出说明：
1、数据输入：由文件input.txt提供输入需要压缩的内容；
2、结果输出：将压缩好的文件内容输出到《编码后的文件.txt》中，再由《编码后的文件.txt》解压到《译码后的文件.txt》中。
六、程序及其注解：
1、数据结构设计（即类的设计，包括类的数据成员、函数成员）
类的设计用HuffmanTree.h保存如下:
#include
#include
using namespace std;
const int MaxSize=512;
//--------------------------------------------------------------
struct element //哈夫曼树的结点
{
int str; //记录字符在数组中的位置
int weight; //字符出现频率（权值）
int lchild,rchild,parent; //哈夫曼树各个指针变量
char bits[30]; //存储哈夫曼编码的数组
};
//--------------------------------------------------------------
class HuffmanTree
{
element hufftree[MaxSize]; //存放哈夫曼树结点的数组
int num; //结点数
public:
HuffmanTree(int w[],int s[],int n);
void Select(int n,int &s1,int &s2);
void Huffmancode(char wen[]); //哈夫曼编码
void Huffmandecode(); //哈夫曼译码
};
//--------------------------------------------------------------
class Run
{
public:
void huffman(char wen[]); //将编码后的文件译成原文件
void runhuffman(char wen[]); //统计各字符频率
void compare(char wen[]); //比较逍遥游文件和译码后的文件
};
//--------------------------------------------------------------
2、算法设计（类的函数成员的具体设计）
（1）算法一设计用HuffmanTree.cpp保存如下：
#include
#include"HuffmanTree.h"
using namespace std;
//-------------------------------------------------------------------
void HuffmanTree::Select(int n,int &s1,int &s2)
{
s1=-1;
s2=-1;
for(int i=0;i<=n;i++)
{
if(hufftree[i].parent==-1)
{
if(s1==-1) {s1=i;continue;}
if(s2==-1) {s2=i;continue;}
if(hufftree[i].weight s1=i; else if(hufftree[i].weight s2=i; } } } //------------------------------------------------------------------- HuffmanTree::HuffmanTree(int w[],int s[],int n) { num=n; int i1,i2; i1=i2=0; for(int i=0;i<2*num-1;i++)//外部叶子结点数为num个时，内部结点数为n-1，整个哈夫曼树的需要的结点数为2*num-1. { hufftree[i].parent=-1; hufftree[i].lchild=-1; hufftree[i].rchild=-1; } for(int j=0;j { hufftree[j].weight=w[j]; hufftree[j].str=s[j]; } for(int k=num;k<2*num-1;k++) //构建哈夫曼树 { Select(k-1,i1,i2); //在hufftree中找权值最小的两个结点i1和i2 hufftree[i1].parent=k; hufftree[i2].parent=k; hufftree[k].weight=hufftree[i1].weight+hufftree[i2].weight; hufftree[k].lchild=i1; hufftree[k].rchild=i2; } } //------------------------------------------------------------------- void HuffmanTree::Huffmancode(char wen[]) { ifstream in(wen); ofstream out("编码后的文件.txt"); int start=MaxSize-1; int cha=0; char cd[MaxSize]; //存放一个编码 cd[MaxSize-1]='\0'; for(int i=0;i { start=MaxSize-1; int c,f; for(c=i,f=hufftree[i].parent;f!=-1;c=f,f=hufftree[f].parent) { if(hufftree[f].lchild==c) //置左分支编码0 cd[--start]='0'; else cd[--start]='1'; //置右分支编码1 } strcpy(hufftree[i].bits,&cd[start]);//将编码存放在相应结点存储哈夫曼编码的数组中 } cout<<"字符在数组中的下标及其编码如下："; //输出字符在数组中的位置及其编码 for(int k=0;k { if(k%3==0) cout< cout< } cout< for(char ch;in.get(ch);) //将逍遥游文件中各个字符转变成相应的编码，写入编码后的文件中 { if((int)ch<0) cha=(int)ch+256; else cha=(int)ch; for(int j=0;j if(hufftree[j].str==cha) out< } cout<<"编码成功！"< } //------------------------------------------------------------------- void HuffmanTree::Huffmandecode() { ifstream in("编码后的文件.txt"); ofstream out("译码后的文件.txt"); int i=2*num-2; for(char b;in>>b;) { if(b=='0')i=hufftree[i].lchild; else i=hufftree[i].rchild; if(hufftree[i].lchild==-1) { out<<(char)hufftree[i].str; i=2*num-2; } } cout<<"译码成功！"< } //------------------------------------------------------------------- （2）算法二设计用HuffmanRun.cpp保存如下： #include #include"HuffmanTree.h" using namespace std; //--------------------------------------------------------- void Run::runhuffman(char wen[]) { ifstream in(wen); int w[MaxSize]; int weight[MaxSize]; //存放各个字符的频率 int str[MaxSize]; //存放逍遥游文件中各个字符在数组w中的位置(下标) 贪吃蛇游戏程序设计 一、课程设计任务 贪吃蛇小游戏程序设计 二、设计要求 通过游戏程序设计，提高编程兴趣与编程思路，巩固C语言中所学的知识，合理的运用资料，实现理论与实际相结合。 （1）．收集资料，分析课题，分解问题，形成总体设计思路； （2）．对于设计中用到的关键函数，要学会通过查资料，弄懂其用法，要联系问题进行具体介绍； （3）．上机调试，查错，逐步分析不能正常运行的原因，确保所设计的程序正确，并且能正常运行； （4）．完成课程设计报告，并进行答辩 三、需求分析 3.1、程序功能 贪吃蛇游戏是一个经典小游戏，一条蛇在封闭围墙里，围墙里随机出现一个食物，通过按键盘四个光标键控制蛇向上下左右四个方向移动，蛇头撞倒食物，则食物被吃掉，蛇身体长一节，同时记10分，接着又出现食物，等待蛇来吃，如果蛇在移动中撞到墙或身体交叉蛇头撞倒自己身体游戏结束。 3.2、设计思想 程序关键在于表示蛇的图形及蛇的移动。用一个小矩形快表示蛇的一节身体，身体每长一节，增加一个矩形块，蛇头用俩节表示。移动时必须从蛇头开始，所以蛇不能向相反的方向移动，如果不按任意键，蛇自行在当前方向上前移，但按下有效方向键后，蛇头朝着该方向移动，一步移动一节身体，所以按下有效方向键后，先确定蛇头的位置，而后蛇的身体随蛇头移动，图形的实现是从蛇头新位置开始画出蛇，这时，由于未清屏的原因，原来的蛇的位置和新蛇的位置差一个单位，所以看起来蛇多一节身体，所以将蛇的最后一节用背景色覆盖。食物的出现与消失也是画矩形块和覆盖矩形块。为了便于理解，定义两个结构体：食物与蛇。 3.3、流程图 四、设计的具体实现 （1）函数定义 函数定义是对各个基础函数的定义,并且设置需要运用的信息，便于调用 #define N 200 #define M 200 #include"graphics.h" #include 辽宁科技大学课程设计说明书 设计题目：基于C#的贪吃蛇游戏 学院、系：装备制造学院 专业班级：计算机科学与技术 学生姓名：叶佳佳 指导教师：丁宁 成绩： 2015年12月12日 目录 一、概述 (1) 1、用C#实现该设计的方法 (1) 2、贪吃蛇游戏说明 (1) 二、实验目的及设计要求 (1) 1、实验目的 (1) 2、实验要求 (2) 三、课程设计具体实现 (2) 1、概要设计 (2) 1.1、设计思想 (2) 1.2、主模块实现 (2) 1.3、主函数流程图 (4) 2、详细设计 (5) 2.1、设计思想 (5) 2.2、具体模块实现： (5) 四、调试过程及运行结果 (10) 1、调试过程 (10) 2、实验结果 (11) 五、实验心得 (12) 六、参考资料 (13) 七、附录：源代码 (13) 一、概述 1、用C#实现该设计的方法 首先应该了解设计要求，然后按照功能设计出实际模块，每个模块都要完成特定的功能，要实现模块间的高内聚，低耦合。设计模块是一个相当重要的环节，模块的数量不宜太多，也不宜太少，要是每个模块都能比较简单的转换成流程图。模块设计完成后，就该给每个模块绘制流程图。流程图要尽可能的简单且容易理解，多使用中文，补一些过长的代码，增加理解难度。此外，流程图应容易转换成代码。 根据流程图编写好代码后在WindowsXP操作系统，https://www.doczj.com/doc/2e1563970.html,2008开发环境下进行运行测试，检查错误，最终设计出可行的程序。 2、贪吃蛇游戏说明 游戏操作要尽可能的简单，界面要尽可能的美观。 编写程序实现贪吃蛇游戏，贪吃蛇游戏是一个深受人们喜欢的游戏：一条蛇在密闭的围墙内，在围墙内随机出现一个食物，通过键盘上的四个光标键控制蛇向上下左右四个方向移动，蛇头撞到食物，则表示食物被吃掉，这时蛇的身体长一节，同时计10分；接着又出现食物，等待被蛇吃掉，如果蛇在移动过程中，撞到墙壁、障碍物或身体交叉（蛇头撞到自己的身体），则游戏结束。游戏结束时输出相应得分。 具体要求有以下几点： （1）对系统进行功能模块分析、控制模块分析正确，符合课题要求，实现相应功能；可以加以其他功能或修饰，使程序更加完善、合理； （2）系统设计要实用，采用模块化程序设计方法，编程简练、可用，功能全面； （3）说明书、流程图要清楚； 二、实验目的及设计要求 1、实验目的 .NET课程设计是教学实践环节中一项重要内容，进行此课程设计旨在掌握基础知识的基础上，进一步加深对VC#.NET技术的理解和掌握； 提高和加强学生的计算机应用及软件开发能力，使学生具备初级程序员的基本素质； 培养学生独立分析问题、解决问题、查阅资料以及自学能力，以适应信息管理行业日新 1 1. 贪心算法和动态规划算法有什么共同点和区别？它们都有那些优势和劣势？ 共通点：动态规划和贪心算法都是一种递推算法，均有局部最优解来推导全局最优解 区别：贪心算法中，作出的每步贪心决策都无法改变，每一步的最优解一定包含上一步的 最优解，而上一部之前的最优解则不作保留。 动态优化算法，全局最优解中一定包含某个局部最优解，但不一定包含前一个局部最优解，因此需要记录之前的所有最优解 动态规划算法利用子问题重叠性质，对每一个子问题只计算一次，将其解保存在一个表格中。不同的子问题个数随着输入问题的规模呈多项式增长，因此，动态规划算法通常只需要多项式时间，从而获得较高的解题效率。但它需要计算之前所有情况花费，更加耗费空间。 贪心算法所作的选择依赖于以往所作过的选择,但决不依赖于将来的选择,这使得算法在编 码和执行过程中都有一定的速度优势。贪心算法是只是找局部最优解，不一定是全局最优解。 2. 试比较回溯法与分枝限界算法，分别谈谈这两个算法比较适合的问题？ 二者都是在解空间树里搜索问题的可靠解或最优解，但是搜索的方式不同，回溯法采用深 度优先的方式，直到达到问题的一个可行解，或经判断沿此路径不会达到问题的可行解或最优解时，停止向前搜索，并沿原路返回到该路径上最后一个还可扩展的节点，然后，从该节点出发朝新的方向纵深搜索。分枝限界法采用的是宽度优先的方式，它将活节点存放在一个特殊的表中，其策略是，在扩展节点处，首先生成其所有的儿子节点，将那些导致不可行解或导致非最优解的儿子节点舍弃，其余儿子节点加入活节点表中，然后，从活节点中取出一个节点作为当前扩展节点，重复上述节点中扩展过程。可以看出，回溯法一般用于求问题的一个可行解，而分枝限界可以用于求出问题的所有可行解。 3. 何谓最优化原理？采用动态规划算法必须满足的条件是什么？动态规划算法是通过什 么问题的什么特性提高效率的？ 一个最优化策略的子策略总是最优的。一个问题满足最优化原理又称其具有最优子结构性质。最优子结构性质，子问题重叠性质是计算模型采用动态规划算法求解的两个基本要素。 动态规划算法利用子问题重叠性质，对每一个子问题只计算一次，将其解保存在一个表格中。不同的子问题个数随着输入问题的规模呈多项式增长，因此，动态规划算法通常只需要多项式时间，从而获得较高的解题效率 4. 什么是多项式时间算法？ 若存在一个常数C，使得对于所有n>=0，都有|f(n)| <= C*|g(n)|，则称函数f(n)是O(g(n))。时间复杂度是O(p(n))的算法称为多项式时间算法，这里p(n)是关于n的多项式。 时间复杂度为O(nlog(n))、O(n^3)的算法都是多项式时间算法，时间复杂度为O(n^log(n))、O(n!)、O(2^n)的算法是指数时间算法。 一个优化问题如果已经找到了多项式时间算法，则称该问题为多项式时间可解问题，并 将这类问题的集合记为P，因此多项式时间可解问题就称为P类问题。。 算法设计与分析实验报告 贪心算法 班级：2013156 学号：201315614 姓名：张春阳哈夫曼编码 代码 #include printf("\n"); for(i=0;i 游戏24点课程设计报告 一.题目: 分析类: 计算24点：任意输入4位数字，利用+,-,*,/四则运算使之得到结果 24。输出所有不同算法的计算表达式，可为运算优先级而使用括号。 二.问题分析： 1.全面性： 此问题要求输出结果为24的计算表达式，并且要求输出要全面，我考虑用for循环与递归实现遍历来保证输出的全面性，考虑到递归的‘一归到底',每一次完整递归都代表一种算法(详情见算法)。 2.输出的判定和四位数字的类型： 在输出的时候对最后结果等于24的判别，因为考虑到有除法，有可能中途结果可能会出现不能整除的情况与小数，所以输出的四个数都设为float型，且输出判定的时候用近似判定法，而不直接写让最后结果等于24(详情见算法)。 3.重复性： 如果用循环与递归保证了输出24的表达式的全面性，但不可避免的会出现重复，才开始我想在遍历与递归时，加一些限定条件来消除重复但是这样做不但会出错，还不能保证它的输出全面性。于是我想在输出的时候加限定条件，使重复的只输出一遍。 但是对于输入的那4位数字中如果有重复的话，程序结果还是会出现重复的,此问题尚未解决.(详情见算法)。 4.括号问题的处理： 对于括号问题，我规定对每一步的计算表达式，除了*之外，+，-,\都加上括号，即让程序按自己规定的方向执行，输出的括号只是让人能看懂，其实在运算时不起作用(详情见算法)。 5.输出： 输出方面我以为用了遍历所以在每一层遍历都把运算表达式存到一个较大的数组中，在输出的时候如果满足输出条件(在遍历时纪录每次递归的第一次运算的结果，第一次运算的运算符，第二次运算的结果，第二次运算的运算符和第三次运算的运算符)，就直接把那个数组里的内容输出，遍历会直接去寻找表达式里的表达式(详情见算法)。 三.算法描述（源代码里有更详尽解释）： 1.主要方法： 遍历与递归。 2.主要思路： 把输入的四个数放在一个数组n[4]中，然后任取其中任意两个（不能取同一个--既不能出现自己和自己运算的情况），然后用一个for和一个switch语句来实现这两个数的加减乘除运算，然后把运算的结果放到另一个数组b[4]中并记录此运算的表达式（放到一个大一点的数组tm[4][25]中），同时把其他两个没用到的数也放到该数组中，然后重复以上过程（用遍历实现），最后先判定是不是最后一层运算，是的话在判定最后结果是不是等于24，等于24的话就把那个纪录运算式的数组输出。然后考虑到不能出现重复的（例如：1*2*3*4和2*4*3*1等等）我在遍历的同时记录了第一次运算的结果，第一次运算的运算符，第二次运算的结果，第二次运算的运算符和第三次运算的运算符，对输出的时候做限定（例如：对运算符全*的只输出一遍等等）。在有一次输出后我还定义了另外两个数组用来分别保存上一次输出的第一次运算的结果，第一次运算的运算符，第二次运算的结果，第二次运算的运算符和第三次运算的运算符，来解决重复输出的问题，不过此种做法有可能导致输出的时候不全。（此问题尚未解决）即还不能同时保证全面性与不重复性。 ３．主要函数与数组： 算法设计与分析试卷(A 卷) 一、 选择题 （ 选择1-4个正确的答案, 每题2分，共20分） （1）计算机算法的正确描述是： B 、D A ．一个算法是求特定问题的运算序列。 B ．算法是一个有穷规则的集合，其中之规则规定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。 C ．算法是一个对任一有效输入能够停机的图灵机。 D ．一个算法，它是满足5 个特性的程序，这5个特性是：有限性、确定性、能 行性、有0个或多个输入且有1个或多个输出。 （2）影响程序执行时间的因素有哪些？ C 、D A ．算法设计的策略 B ．问题的规模 C ．编译程序产生的机器代码质量 D ．计算机执行指令的速度 （3）用数量级形式表示的算法执行时间称为算法的 A A ．时间复杂度 B ．空间复杂度 C ．处理器复杂度 D ．通信复杂度 （4）时间复杂性为多项式界的算法有： A ．快速排序算法 B ．n-后问题 C ．计算π值 D ．prim 算法 （5）对于并行算法与串行算法的关系，正确的理解是： A ．高效的串行算法不一定是能导出高效的并行算法 B ．高效的串行算法不一定隐含并行性 C ．串行算法经适当的改造有些可以变化成并行算法 D. 用串行方法设计和实现的并行算法未必有效 （6）衡量近似算法性能的重要标准有： A A ．算法复杂度 B ．问题复杂度 C ．解的最优近似度 D ．算法的策略 （7）分治法的适用条件是，所解决的问题一般具有这些特征： ABCD A ．该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决； B ．该问题可以分解为若干个规模较小的相同问题； C ．利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解 D ．该问题所分解出的各个子问题是相互独立的。 （8）具有最优子结构的算法有： A ．概率算法 B ．回溯法 C ．分支限界法 D ．动态规划法 （9）下列哪些问题是典型的NP 完全问题： A ．排序问题 B ．n-后问题 C ．m-着色问题 D ．旅行商问题 （10）适于递归实现的算法有： C A ．并行算法 B ．近似算法 C ．分治法 D ．回溯法 二、算法分析题（每小题5分，共10分） （11）用展开法求解递推关系： （12）分析当输入数据已经有序时快速排序算法的不足，提出算法的改进方案。 ???>+-==1 1)1(211)(n n T n n T 课程设计报告 课程设计名称: 算法设计与分析 系 : 三系 学生姓名: 吴阳 班级: 12软件(2)班 学号: 0311232 成绩: 指导教师: 秦川 开课时间: 年一学期 一、问题描述 1．普通背包问题 给定n种物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值为Vi,背包的容量为C。选择装入的背包的物品, 使得装入背包中的物品的总价值最大, 在选择物品i装入背包时, 能够选择物品i的一部分, 而不一定要全部装入背包, 1≤i≤n。 2．0/1背包问题 给定n种物品和一个背包。物品i的重量是Wi,其价值为Vi,背包的容量为C。选择装入的背包的物品, 使得装入背包中的物品的总价值最大, 在选择物品i装入背包时, 对于每种物品i只有两种选择, 即装入背包或者不装入背包, 不能将物品装入背包多次, 也不能只装入部分的物品i。 3．棋盘覆盖问题 在一个2k x 2k个方格组成的棋盘中恰有一个方格与其它的不同称为特殊方格, 想要求利用四种L型骨牌( 每个骨牌可覆盖三个方格) 不相互重叠覆盖的将除了特殊方格外的其它方格覆盖。 二、问题分析 1．普通背包问题 对于背包问题, 若它的一个最优解包含物品j, 则从该最优解中拿出所含的物品j的那部分重量Ｗ, 剩余的将是n-1个原重物品1, 2, ······, j-1, j+1, ·····, n以及重为Ｗi－Ｗ的物品j 中可装入容量为C－Ｗ的背包且具有最大价值的物品。 2．0/1背包问题 如果当前背包中的物品的总容量是cw, 前面的k-1件物品都已经决定好是否要放入包中, 那么第k件物品是否放入包中取决于不等式 cw + wk <= M (其中, wk为第k件物品的容量, M为背包的容量)( 此即约束条件) 然后我们再寻找限界函数, 这个问题比较麻烦, 我们能够回忆一下背包问题的贪心算法, 即物品按照物品的价值/物品的体积来从大到小排列, 然后最优解为( 1, 1, 1......., 1, t, 0, 0, ......) , 其中0<=t<=1; 因此, 我们在确定第k个物品到底要不要放入的时候(在前k-1个物品已经确定的情况下), 我们能够考虑我们能够达到的最大的价值, 即我们能够经过计算只放入一部分的k物品来计算最大的价值。我们要确保当前选择的路径的最大的价值要大于我们已经选择的路径的价值。这就是该问题的限界条件。经过该条件, 能够减去很多的枝条, 大大节省运行时间。 3．棋盘覆盖问题 每次都对分割后的四个小方块进行判断, 判断特殊方格是否 电子线路综合设计 乒乓球比赛模拟及计分器设计 2014年6月 摘要 在信息社会高速发展的今天，数字电路芯片已经实现高度集成化，并逐步渗透到医学、计算机等各个领域，对人类的生活有着深远的影响。本设计采用基本门电路以及74LS系列芯片的搭建，以multisim 12.0软件为平台进行仿真，实现了对乒乓球游戏的模拟。主要解决的问题有： （1）模拟乒乓球的轨迹：用双向移位4位寄存器74194以及基本门电路实现；（2）球速的调节：利用555电路实现； （3）球被击中、犯规的判断； （4）计数器的使用：采用74LS90和74LS161的组合，给玩家计分； （5）关于比分的显示：通过CD4511译码芯片将计数器的输出状态显示到2位共阴极数码管上。 关键词：双向移位4位寄存器、555电路、译码电路、计数器系统 目录 1 设计任务 (1) 2 电路整体设计 (2) 2.1 译码显示电路设计 (4) 2.2 555定时器组成脉冲发生器 (5) 2.3模拟乒乓球电路的设计 (6) 3 电路整体性能的检测 (7) 3.1 译码显示电路的检测 (7) 3.2 脉冲发生器电路的检测················································································· 3.3模拟乒乓球电路的检测··················································································4实验结论····················································································································5课程设计心得体会以及建议····················································································6 Abstract ······················································································································7附录(包含元器件清单以及各元器件功能表） ······················································8参考文献···················································································································· 《C语言课程设计》报告题目：石头剪子布 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩： 目录： 一、选题背景...................................................................................................................... - 2 - 二、设计思路...................................................................................................................... - 2 - 三、主要问题的解决方法及关键技术.............................................................................. - 3 - 四、程序流程图.................................................................................................................. - 3 - 五、源程序清单.................................................................................................................. - 6 - 六、程序运行结果.............................................................................................................. - 8 - 七、设计总结...................................................................................................................... - 9 - 八、教师评语.................................................................................................................... - 10 - 一、选题背景 通过一个学期的C语言课程的学习，《C语言程序设计》课程已结束，根据学校课程学习的安排，要进行一周的C语言实习，自己动手编写游戏和系统。根据老师布置的设计任务书，按照学委的安排，根据个人的能力及意愿，我选择了设计一格小游戏：石头剪子布。 实验准备：做游戏前，首先，自己详细看了《C语言程序设计》（教科书），理解了相关函数的用法和作用；另外，上网查询了很多相关资料，还有找了很多相关的游戏设计的代码，都详细的看了一遍，加深了对C语言以及相关内容进一步理解。根据实际情况设计出一款比较理想的小游戏。 设计题目的要求： ①游戏要设置开始，结束操作控制 ②游戏要有时间提示即相关结果的提示语 ③游戏要能自动判断输赢，并显示最终比赛结果 二、设计思路 系统功能模块图： 输入：计算机随机输入选择，用户输入选择，并将数据储存。 计算：根据计算机和用户的选择，计算大小，并判断输赢，计算用户的胜负率，并储存。 输出：根据用户的输入，将用户的游戏结果显示在屏幕上。 1、二分搜索算法是利用（ A ）实现的算法。 A、分治策略 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 2、下列不是动态规划算法基本步骤的是（ A ）。 A、找出最优解的性质 B、构造最优解 C、算出最优解 D、定义最优解 3、最大效益优先是（ A ）的一搜索方式。 A、分支界限法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 4、最长公共子序列算法利用的算法是（ B ）。 A、分支界限法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 5. 回溯法解TSP问题时的解空间树是（ A ）。 A、子集树 B、排列树 C、深度优先生成树 D、广度优先生成树6．下列算法中通常以自底向上的方式求解最优解的是（ B ）。 A、备忘录法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 7、衡量一个算法好坏的标准是（C ）。 A 运行速度快 B 占用空间少 C 时间复杂度低 D 代码短 8、以下不可以使用分治法求解的是（D ）。 A 棋盘覆盖问题 B 选择问题 C 归并排序 D 0/1背包问题 9. 实现循环赛日程表利用的算法是（ A ）。 A、分治策略 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 10、实现最长公共子序列利用的算法是（ B ）。 A、分治策略 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法11．下面不是分支界限法搜索方式的是（ D ）。 A、广度优先 B、最小耗费优先 C、最大效益优先 D、深度优先 12．下列算法中通常以深度优先方式系统搜索问题解的是（ D ）。 A、备忘录法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 13. 一个问题可用动态规划算法或贪心算法求解的关键特征是问题的（ B ）。 A、重叠子问题 B、最优子结构性质 C、贪心选择性质 D、定义最优解14．广度优先是（ A ）的一搜索方式。 A、分支界限法 B、动态规划法 C、贪心法 D、回溯法 15．背包问题的贪心算法所需的计算时间为（ B ）。 《动画与游戏开发》 课程报告 学号：111102020103 姓名：张慧 专业班级：11级计科本01班 日期：2013-12-9 电子信息工程学院 目录 一、课程内容及应用领域 1.1基于DirectX的粒子系统 (3) 1.1.1 粒子系统简介 (3) 1.1.2广告板技术 (3) 1.1.3粒子系统的基本原理 (3) 1.2粒子系统的应用领域 (3) 二、课程内容的难点、疑点 2.1课程要点 (4) 2.2课程难点 (4) 2.3课程疑点 (4) 三、实例开发 3.1实例题目及说明 (4) 3.2关键技术 (5) 3.2.1系统完成的四部曲 (5) 3.2.2星光粒子结构构成技术 (5) 3.2.3 MyPaint（）绘图函数 (5) 3.3开发过程 (9) 3.3.1案例所需背景图 (10) 3.3.2程序部分代码 (10) 3.3.3运行结果截图 (15) 3.4总结..........................................................17四、谈谈自己对课程内容的掌握程度 一、课程内容及应用领域 1.课程内容:基于DirectX的粒子系统 相关内容简介: (1)粒子系统简介 粒子系统是三维图形编程领域中用于实现特殊效果的一种非常重要的技术.该技术是由Reeves于1983年首次提出来的.通过粒子系统可以使用非常简单的粒子来构造复杂的物体,它为模拟动态的不规则物体,提供了强有力的技术手段。一般情况下,粒子的几何特征十分简单,可以用一个像素或一个小的多边形来表示.如果给出了粒子中心点的坐标和粒子大小,不难计算出绘制粒子所需要的四个顶点的位置坐标. (2)广告板技术 由于通常使用平面图形而不是立体图形表示一个粒子,所以需要使用的粒子四边形始终面向观察者.这就要使用广告板技术.广告板技术的原理是,在渲染一个多边形时,首先根据观察方向构造一个旋转矩阵,利用该矩阵旋转多边形使其面向观察者,如果观察方向不断变化,就要不断旋转多边形. (3)粒子系统的基本原理 粒子通常都是一个带有纹理的四边形。我们通过这个使用了纹理映射的四边形，可以认为粒子实际上是一个很小的网格模型，只不过是纹理赋予了它特殊的外表罢了。绘制粒子就如果绘制多边形一样简单，因为一个粒子说白了就是一个可改变大小并映射了纹理的四边形罢了。 粒子系统由大量的粒子构成,粒子是一种微小的物体，每个粒子都具有一定的属性,如位置、大小以及纹理，可能还需要颜色、透明度、运动速度、加速度、生命期等属性。我们可以把粒子想象成颗粒状的物体，如雪花，雨滴，沙尘，烟雾等特殊的事物。又比如游戏中的 压缩软件课程设计书 一、问题描述： 建立一个文本文件，统计该文件中各字符频率，对各字符进行Huffman编码，将该文件至翻译成Huffman编码文件，再将Huffman编码文件翻译成原文件。 二、算法分析及思路： 对于该问题，我们做如下分析： （1）首先得构造出哈弗曼树，我们用函数HuffmanTree(int w[],int s[],int n)设计；（2）在构建哈弗曼树的基础上，进一步实现哈弗曼编码问题，我们用函数Huffmancode(char wen[])设计； （3）实现哈弗曼编码后再进一步实现哈弗曼译码问题，我们用函数Huffmandecode()设计； （4）其中编码问题中，得进一步统计出各个字符在文件中的频率，并进行一些必要的标记，我们用函数runhuffman(char wen[])设计； （5）在译码过程中，还有必要的一步是比较原文件与译码后的文件是否相同，我们用函数compare(char wen[])设计； （6）其中的文件输入我们用到类”fstream.h”中的输入输出流，并在运行的文件夹中建立一个文件名为逍遥游的文本文件，且在逍遥游文件中输入需要编码的数据。 三、主要解决的设计问题： 1.写一个对txt文件压缩和解压的程序，使用动态编码。 2.使用Huffman编码压缩和解压时，Huffman树的存储可以直接存储树结构，也可以存储所有字符的频度或权值，然后读取时建立Huffman树； 3.使用Huffman编码压缩和解压时，注意定义压缩码的结束标记，可以使用一个特殊的字符作为结束标记，也可以在压缩码之前存储其比特长度；如果使用一个特殊字符作为结束标记，则其频度为1，需要在建立Huffman树时把它看作一个独立的字符进行建树。 4.使用Huffman编码压缩和解压时，在一个缓冲区里面收集压缩码比特流，每当收集的比特数满8时，可以把这8比特通过位操作合并成一个字节写入文件（当然也可以收集满一定数目的字节后再写入文件）。写入文件的最小信息单位为字节。 四、程序设计的流程图： 研究生课程论文 课程名称C++面向对象程序设计 授课学期2013 学年至2014 学年 第一学期 学院电子工程学院 专业电子与通信 学号 姓名 任课教师 专题算24点小游戏 交稿日期2014年01月10日 成绩 阅读教师签名 日期 广西师范大学研究生学院 目录 1 引言 (2) 1.1 设计任务与要求 (2) 1.2 设计目的 (2) 1.3 C++面向对象语言简介 (2) 2 C++课程设计原理及方案选择 (3) 2.1 概述 (3) 2.1.1 方案设计与论证 (3) 2.2 二十四点游戏的原理 (4) 2.2.1 主函数设计 (4) 2.2.2 子函数的设计 (4) 2.2.3 类体的设计 (5) 3 程序流程及演示 (6) 3.1 程序流程图，程序清单与调用关系 (6) 3.2 程序 (7) 3.3 运行结果 (9) 4 结论 (10) 1引言 随着网络技术的发展，小游戏在网络发展如火如荼。二十四点小游戏是一个不仅能放松认得神经而且益智的趣味小游戏。对于21世纪的今天，作为一个社会工作者来说，面对日益剧烈的竞争，工作压力都是很大的，为了释放压力就需要一个很好的减压平台，那么网络上的小游戏首当其冲，24点小游戏受到了欢迎。 1.1设计任务与要求 题目要求在输入4个数后，程序对这个4个数进行运算，若能计算出结果等于24，即输出运算过程。目标是在输入四个数之后，先进行全排列，然后进行全运算，从而最终得到结果以输出。 1.2设计目的 本次设计的目的就是在掌握c++编程语言和visual c++编译软件的基础上。完成一个算24的小游戏程序设计，在系统提示下输入4个数后，程序对这4个数进行运算，若能计算出结果等于24，即输出运算过程。程序设计目标很明确，在输入4个数之后，先进行全排列，然后进行全运算，重而得到最终结果输出。 1.3C++面向对象语言简介 C++是一种使用非常广泛的计算机编程语言。C++是一种静态数据类型检查的、支持多重编程范式的通用程序设计语言。它支持过程化程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、泛型程序设计等多种程序设计风格。其编译器比目前其他计算机语言的编译技术更复杂。类是C++中十分重要的概念，它是实现面向对象程序设计的基础。类是所有面向对象的语言的共同特征，所有面向对象的语言都提供了这种类型。一个有一定规模的C++程序是由许多类所构成的。 C++支持面向过程的程序设计，也支持基于对象的程序设计，又支持面向对象的程序设计。以后我们将介绍基于对象的程序设计。包括类和对象的概念、类的机制和声明、类对象的定义与使用等。这是面向对象的程序设计的基础。基于对象就是基于类。与面向过程的程 游戏程序设计课程报告 课程： Unity3D课程设计题目：探索迷宫 班级： 学号： 姓名： 日期：2014.12 一、摘要 1 UNITY游戏是一种新型的IT引擎。我们研究主要内容是UNITY游戏设计方法。指以游戏客户端软件为信息交互窗口的旨在实现娱乐、休闲、交流和取得虚拟成就的具有可持续性的个体性单人游戏。 本报告主要讲述了这个小游戏的设计思路及初步使用Unity3D软件 的感受和总结。设计过程中，首先建立自己想要的模型，然后在此基础上进行需求迭代，详细设计时不断地修正和完善，经过测试阶段反复调试和验证，最终形成达到设计要求的小游戏。 基于UNITY基础，构建了一个益智游戏风格的游戏，并有主角与关卡、游戏逻辑、游戏环境界面等设计，使得玩家可以在场景中进行寻找神龛的冒险游戏。 本游戏的控制很简单，及用键盘的W ASD及SPACE五个控制人物的上下左右跳跃五个方向，用户根据自己的战略方式选择寻找油桶点亮煤油灯然后寻找神龛。 二、概述 《UNITY游戏程序设计》这一课程以大作业形式进行考核，能更好地锻炼学生综合运用本课程所授知识的能力。大作业主要内容为设计完成面向某一主题内容的游戏演示程序。 自选游戏主题，并根据所选定的主题内容设计一个典型的游戏场景及玩家逻辑，其中包含主角与关卡，游戏逻辑，游戏环境界面与交2 互过程等的设计；开发完成与设计相符的游戏Demo。 要求使用Unity3D游戏开发软件实现上述游戏Demo。 三、具体要求 1、每人单独完成，特殊可由多人合作完成。 2、游戏主题自拟。 3、根据所设游戏主题、场景及玩家逻辑，实现完成相应的游戏Demo，并撰写设计开发报告。 四、设计主题 基于视频教程“平衡球”的基础，构建了一个益智游戏风格的游戏，并有主角与关卡（一关）、游戏逻辑（触碰油桶、神龛）、游戏环境界面（通道）等设计，使得玩家可以在场景轨道中进行吃油桶、神龛的冒险游戏。 五、设计思路 本游戏以几个环环相扣的通道作为人物运动的轨迹，在通道上分 1、用计算机求解问题的步骤： 1、问题分析 2、数学模型建立 3、算法设计与选择 4、算法指标 5、算法分析 6、算法实现 7、程序调试 8、结果整理文档编制 2、算法定义：算法是指在解决问题时，按照某种机械步骤一定可以得到问题结果的处理过程 3、算法的三要素 1、操作 2、控制结构 3、数据结构 算法具有以下5个属性： 有穷性：一个算法必须总是在执行有穷步之后结束，且每一步都在有穷时间内完成。 确定性：算法中每一条指令必须有确切的含义。不存在二义性。只有一个入口和一个出口 可行性：一个算法是可行的就是算法描述的操作是可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现的。 输入：一个算法有零个或多个输入，这些输入取自于某个特定对象的集合。 输出：一个算法有一个或多个输出，这些输出同输入有着某些特定关系的量。 算法设计的质量指标： 正确性：算法应满足具体问题的需求； 可读性：算法应该好读，以有利于读者对程序的理解； 健壮性：算法应具有容错处理，当输入为非法数据时，算法应对其作出反应，而不是产生莫名其妙的输出结果。 效率与存储量需求：效率指的是算法执行的时间；存储量需求指算法执行过程中所需要的最大存储空间。一般这两者与问题的规模有关。 经常采用的算法主要有迭代法、分而治之法、贪婪法、动态规划法、回溯法、分支限界法 迭代法 基本思想：迭代法也称“辗转法”，是一种不断用变量的旧值递推出新值的解决问题的方法。 解题步骤：1、确定迭代模型。根据问题描述，分析得出前一个（或几个）值与其下一个值的迭代关系数学模型。 2、建立迭代关系式。迭代关系式就是一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的表达式，存储新值的变量称为迭代变量 3、对迭代过程进行控制。确定在什么时候结束迭代过程，这是编写迭代程序必须考虑的问题。不能让迭代过程无休止地重复执行下去。迭代过程的控制通常可分为两种情况：一种是所需的迭代次数是个确定的值，可以计算出来；另一种是所需的迭代次数无法确定。对于前一种情况，可以构建一 算法设计与分析课程报告 第一章 算法问题求解基础 1、算法的概念：算法是指解决问题的一种方法或过程，是由若干条指令组成的有穷序列。 2、算法的特性 ① 有穷性：一个算法必须保证执行有限步之后结束; ② 确切性：算法的每一步骤必须有确切的定义; ③ 输入： 一个算法有 0 个或多个输入， 法 本身定除了初始条件; ④ 输出： 一个算法有一个或多个输出， 是毫无意义的; ⑤可行性：算法原则上能够精确地运行, 而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成 3、算法与程序的关系： 区别：程序可以不一定满足可终止性。但算法必须在有限时间内结束; 程序可以没有输出 ,而算法则必须有输出; 算法是面向问题求解的过程描述，程序则是算法的实现。 联系：程序是算法用某种程序设计语言的具体实现; 程序可以不满足算法的有限性性质。 4、算法描述方式：自然语言，流程图，伪代码，高级语言。 第二章 算法分析基础 1、算法复杂性分析： 算法复杂性的高低体现运行该算法所需计算机资源（时间，空间）的多少。 算法复杂性度量： 期望反映算法本身性能，与环境无关。 理论上不能用算法在机器上真正的运行开销作为标准（硬件性能、代码质量影响） 般是针对问题选择基本运算和基本存储单位，用算法针对基本运算与基本存储单 以刻画运算对象的初始情况， 所谓 0 个输入是指算 以反映对输入数据加工后的结果。 没有输出的算法 位的开销作为标准。算法复杂性C依赖于问题规模N、算法输入I和算法本身A。即C=F（N, I,A）。 第五章分治法 1、递归算法：直接或间接地调用自身的算法。 用函数自身给出定义的函数称为递归函数。 注：边界条件与递归方程是递归函数的二个要素。 实例：①阶乘函数; ② Fibonacci 数列；③ Ackerman 函数; ④排列问题; ⑤整数划分问题; ⑥ Hanoi 塔问题 优缺点：①优点：结构清晰，可读性强，而且容易用数学归纳法来证明算法的正确性, 因此它为设计算法、调试程序带来很大方便。 ②缺点：递归算法的运行效率低，无论是耗费的计算时间还是占用的存储空间都比非递归算法要多。 2、分治法的设计思想：将一个难以直接解决的大问题，分割成一些规模较小的相同问题，以便各个击破，分而治之。（将求出的小规模的问题的解合并为一个更大规模的问题的解，自底向上逐步求出原来问题的解） 分治法所能解决的问题一般具有以下几个特征： ①该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决; ②该问题可以分为若干个规模更小的相同问题，即该问题具有最有子结构性质; ③利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解; ④该问题所分解出的各个子问题是相互独立的，即子问题之间不包含公共的子问题。 第六章贪心法 1、贪心算法的思想： XXXX学校 《C程序设计》 课程设计报告 设计题目：猜数字游戏 附录完整源代码 专业： 班级： 学生： 学号： 指导教师： 起止时间： xxx.x.x -xxx.x.x xxxx-xxxx年 xx 学期 目录 1 、程序设计描述 1.1 程序设计目的: 1.2 程序设计要求: 1.3、猜数字游戏的简介: 2 、程序设计内容： 2.1、游戏主要框架图: 2.2、开始游戏框架: 2.3、最佳排行框架: 2.4、游戏操作说明模块: 2.5、退出游戏系统: 2.6、游戏系统总流程图： 3、猜数字游戏源代码: 3.1、void main()函数函数功能: 3.2、void game();//双人游戏 void pgame();//单人游戏 3.4、排行榜模块函数功能: 3.5、继续游戏模块函数功能: 3.6、操作说明模块函数功能: 4、调试与测试: 4.1、调试方法 4.2、测试结果的分析与讨论 4.3、测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施 5、程序具体说明书: 6、程序设计心得： 7、参考文献 1 、程序设计描述 1.1 程序设计目的: 综合使用所学过的C语言程序设计知识，掌握结构化程序设计的基本思路和方法，利用所学的基本知识和技能，发挥自学能力和查找资料的能力，解决稍微复杂的结构化程序设计问题，加深对所学知识的理解与掌握，增强学生利用自己所学知识解决实际问题的能力，为以后的程序开发打下基础。 1.2 程序设计要求: 1、巩固和加强《C语言程序设计》课程的理论知识。 2、掌握Ｃ语言的基本概念、语法、语义和数据类型的使用特点。 3、掌握Ｃ语言程序设计的方法及编程技巧，能正确使用Ｃ语言编写程序。 4、进一步理解和运用结构化程设计的思想和方法；学会利用流程图。 5、掌握调试程序的基本方法及上机操作方法。 6、掌握书写程设计开发文档的能力，学会撰写课程设计总结报告。课程设计的思想和方法还可以作为做毕业论文时的参考资料。 7、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。为做毕业设计打好基础。 8、培养自己的创新能力和创新思维。可以根据指导书和相关文献上的参考算法，自己设计出相应的应用程序。 9、培养自己良好的程序设计风格。在实际编程中，为了提高编程质量，对空行、空格和注释均有要求。在课程设计书写代码时，应该严格按要求处理，以便建立良好的程序设计风格。 1.3、猜数字游戏的简介: 猜数字游戏（又称 Bulls and Cows ）是一种大概于20世纪中期兴起于的益智类小游戏。一般由两个人玩，也可以由一个人和电脑玩，在纸上、在网上都可以玩。这种游戏规则简单，但可以考验人的严谨和耐心。 2 、程序设计内容： 2.1、游戏主要框架图: 该模块为玩家提供猜数字游戏的主体功能，即开始游戏、继续游戏、最佳排行、操作说明、退出游戏。给用户一个清晰明了的操作界面！流程图如下：《贪吃蛇游戏课程设计》报告资料整理
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