2014级软件工程专业
《数据结构课程设计》方案V2.0 一、课程任务
要求独立完成一个或多个较为完整的应用需求分析，在完成设计和编程大型作业的过程中，深化对数据结构课程中概念、理论和方法的理解；训练综合运用所学知识处理实际问题的能力，强化面向对象的程序设计理念；使同学的程序设计与调试水平有一个明显的提高；经过查找参考资料、技术手册和撰写文档的实践，进一步培养软件工程师的综合素质。主要考察：
●数据结构基本知识，包括基本的线性表、树、图等数据结构
●典型数据结构的基本操作和算法实现、运用
●Java编程基础
●流、文件和输入输出操作
●异常处理
●图形用户界面的设计和编程实现
●事件驱动编程
●Applet和多媒体
●程序打包发布
二、具体要求
1.每人应至少独立完成一道题目并撰写课程报告，具体题目由任课老师组织分配，题目一旦选定，未经老师同意，不得私自更换，否则总评成绩为缺成绩。
2.按时出勤，旷课2次直接取消答辩资格，旷课1次总评成绩降低1个等级。
3.听从值班老师安排，按所选题目分区坐在指定位置。
4.按时提交课程设计资料，未按格式或未在规定时间提交资料的，总评成绩为缺成绩。
5.每人完成指定的题目，每个题目有多个不同层次的要求，实现某一层次取得对应的分值。
6.代码遵守命名和缩进规则，关键代码需要注释说明。
7.提供相应的说明文档，主要包括功能分析、解决方案、主要步骤，如：采用的数据结构，实现的操作，采用的算法，包括类的主要变量和主要方法(用UML类图说明，标注类继承、组合和依赖关系)，以及输入输出方式等。
8.如能根据实际情况，分析题目要求中的不合理因素，设计出更合理、更有效或有创新性的解决方案并实现，可获得加分。
三、具体安排
1.集中设计时间：18周周1至周5上午
2.集中设计地点：
周1 周2 周3 周4 周5
1、2班4教209 4教209 4教312 4教209 4教209
3、4班4教210 4教210 4教313 4教210 4教210
3.答辩时间：18周周5上午
4.课程设计具体考核标准和流程由题目指导老师负责。
四、课程设计题目与内容
题目1.数据压缩与解压缩
[问题描述]
利用哈夫曼编码进行信息通讯可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码；在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工信道(即可以双向传输信息的信道)，每端都需要一个完整的编/译码系统。试对于任意的一段文本（可能是直接输入的，也可能是保存在本地文件中或者网络上的），写一个哈夫曼码的编译码系统。
[基本要求]
一个完整的系统应具有以下功能：
(l)I:初始化(Initialization)。从终端读入字符集大小n，及n个字符和m个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmtree中。
(2)C:编码(Coding)。利用已建好的哈夫曼树(如不在内存，则从文件hfmtree中读入)，对文件tobetrans中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile中。
(3)D:解码(Decoding)。利用已建好的哈夫曼树将文件codefile中的代码进行译码，结果存入文件textfile中。
(4)P:打印代码文件(Print)。将文件codefile以紧凑格式显示在终端上，每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件codeprint中。
(5)T:打印哈夫曼树(Tree printing)。将已在内存中的哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示在终端上，同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treeprint中。
[实现提示]
可以根据题目要求把程序划成5个模块，设计成菜单方式，每次执行一个模块后返回菜单。
除了初始化(I)过程外，在每次执行时都经过一次读取磁盘文件数据。这是因为如果在程序执行后一直没有进行初始化(I)过程，为了能使后面的操作顺利进行，可以通过读取旧的数据来进行工作。比如：如果程序的工作需要的字符集和权值数据是固定的，只要在安装程序时进行一次初始(I)化操作就可以了。再次运行程序时，不管进行哪项操作都可以把需要的数据读入到内存。
[算法分析]
本程序主要用到了三个算法。
(1)哈夫曼编码
在初始化(I)的过程中间，要用输入的字符和权值建立哈夫曼树并求得哈夫曼编码。先将输入的字符和权值存放到一个结构体数组中，建立哈夫曼树，将计算所得的哈夫曼编码存储到另一个结构体数组中。
(2)串的匹配
在编码(D)的过程中间，要对已经编码过的代码译码，可利用循环，将代码中的与哈夫曼编码的长度相同的串与这个哈夫曼编码比较，如果相等就回显并存入文件。
(3)二叉树的遍历
在打印哈夫曼树(T)的过程中，因为哈夫曼树也是二叉树，所以就要利用二叉树的先序遍历将哈夫曼树输出。
[测试数据]
根据实验要求，在tobetrans.dat中输入"THIS PROGRAM IS MY FA VORITE"，字符集和其频度如表1所示。
表1字符集频度表
字符__ A B C D E F G H I J K L M
频度186 64 23 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20
字符N O P Q R S T U V W X Y Z
频度20 56 19 2 50 51 55 30 10 11 2 21 2
哈夫曼编码的动画显示，程序运行界面如下：
在上面文本框中输入待编码的字符串，点击“Show Huffman Tree”按钮输入，生成哈夫曼树并显示该字符串的哈夫曼编码。如下图所示：
在下面文本框中输入二进制哈夫曼串，点击“Decode Text”，能够还原为原来的字符。比如输入"001" 显示"w"，输入"01001" 显示"ow"，如下图所示：
题目2. 24点扑克牌游戏
题目背景：
一副牌中抽去大小王剩下52张（如果初练也可只用1～10这40张牌），任意抽取4张牌（称牌组），用加、减、乘、除（可加括号）把牌面上的数算成24。每张牌必须用一次且只能用一次，如抽出的牌是3、8、8、9，那么算式为（9-8）×8×3或3×8+（9-8）或（9- 8÷8）×3等。
