《数据结构》 课程设计

一. 问题描述

题目4.赵斌是一个信管专业的学生，大学四年顺利毕业了。在毕业季，他也像其他学子一样，投身于求职大军，投出一份又一份求职简历，在苦苦地等待之后，他接到了中国移动通信公司广东分公司的面试通知书，通知他于本月1号10点到公司面试。当天，晴空万里，艳阳高照，他身着西装，高兴地早早来到公司楼下等待。10点钟整，他和其他新人一起，坐到公司的面试现场。他领取的一份程序设计题： 假如你是我公司一名客服技术人员，现请你选择自己熟悉的语言，来设计一个程序，管理客户向公司打进来的咨询电话。请事行分析使用方法和工具，说明自己的思路方法，写一份完整的程序，并实例测试。

 

二. 问题分析

在现实生活中，排队叫号是经常发生的事情。从实习的题目看来，就是要求采用队列的逻辑结构及其物理结构，模拟日常生活中客服的接入情况。本次的课程设计其依据的主要相关知识是线性表、队列和函数模版等以及一些基础的C++编程语言知识。这里，我主要采用链队列相关的知识来完成本系统。

 

三．逻辑结构和存储结构设计

（一）、队列的定义

队列是只允许在一端进行插入操作，在另一端进行删除操作的线性表。允许插入（入队、进队）的一端称为队尾，允许删除（出队）的另一端称为队头。

队列中的元素之间不仅具有线性关系，而且具有先进先出的特性。

例如：按顺序入队：a1,a2,a3;；如果要删除元素，其出队的顺序是：a1,a2,a3；

队列中的元素具有相同类型及先进先出特性，相邻元素具有前驱和后继的关系。

当客户打电话来咨询时，遇到多人同时需要办理业务，但是，考虑到客服人员不多，所以这里就要有一个先来后到的思想，即先进先出，刚好符合队列的逻辑思想，故而本系统采用队列的逻辑结构及其物理结构。

 

（二）、队列的顺序存储结构——循环队列

队列是特殊的线性表。 允许队列直接从数组中下标最大的位置延续到下标最小的位置，这个通过取模操比较容易实现，这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。

队空和队满的判定方法：可以用一个数组的元素空间来实现队尾指针和队头指针相差1（类似于队满的临界状态）。

循环队列的实现：因为队列元素的数据类型不是很确定，这个时候我们还是要采用C++模版机制。其时间复杂度为O（1）。

（三）、循环队列的链接存储——链队列

为了使空队列和非空队列的操作一致，链队列也加上头结点。设置头指针指向链队列的头结点，队尾指针指向终端结点。

链队列的实现;同样的因为队列元素的数据类型不是很确定，这个时候我们还是要采用C++模版机制。其时间复杂度为O（1）。

 

四． 总体设计

1.系统流程图

 

2.系统概要分析图

 

五．算法设计

代码分析：

1.头文件（tel.h）

这里采用函数模版template<class DataType>。

Struct Node

node< DataType >*next;在头文件tel.h中定义结构体Node，其包含数据域  DataType data;和指针域node< DataType >*next;指针。

 

2.无参构造函数

LinkQueue<DataType>::LinkQueue()

{

   Node<DataType>*s = NULL;

   s = new Node<DataType>;

   s->next = NULL;

   front = rear = s;

}

定义一个头结点，让头结点为空，front=rear=s这样队列就为空。

 

3．析构函数

template<classDataType>

LinkQueue<DataType>::~LinkQueue()

{

   Node<DataType>*p = NULL;

   while (front != NULL)

   {

       p = front->next;

       delete front;

       front = p;

   }

}

析构函数可以释放存储空间，定义一个结点为空，其指针p所指向的头结点不为空时，就要进行删除操作，让不为空的头结点，指向新定义为空的指针P所指向的next域，即下一个空结点，删除不为空的头结点后，这个头结点被赋值为空指针P。

 

4.插入队列函数EnQueue()

voidLinkQueue<DataType>::EnQueue(DataType x)

{

   Node<DataType>*s = NULL;

   s = new Node<DataType>;

   s->data = x;

   s->next = NULL;

   rear->next = s; rear = s;

}

template<classDataType>

定义一个新结点s为空，然后申请一个数据域为X的结点s，其nxet域为空，尾指针的next域被赋值为s，最后将结点s插入到队尾。

 

5.删除队列函数DeQueue()

DataTypeLinkQueue<DataType>::DeQueue()

{

   Node<DataType>*p = NULL;

   int x;

   if (rear == front)throw"已经没有客户等候了";

   p = front->next;

   x = p->data;

   front->next = p->next;

   if (p->next == NULL)rear = front;

   delete p;

   return x;

}

 

6.取队头函数GetQueue()

template<classDataType>

DataTypeLinkQueue<DataType>::GetQueue()

{

   if (front != rear)

       return front->next->data;

}

template<classDataType>

 

7.判断是否为空值Empty()

intLinkQueue<DataType>::Empty()

{

   if (front == rear)

       return 1;

   else

       return 0;

}

 

 

 

六． 时间复杂度与空间复杂度分析

为了使空队列和非空队列的操作一致，链队列也加上头结点。设置头指针指向链队列的头结点，队尾指针指向终端结点。

链队列的实现;同样的因为队列元素的数据类型不是很确定，这个时候我们还是要采用C++模版机制。其时间复杂度为O（1）。空间复杂度为O（n）。

七． 程序运行结果

 

八．感想与收获

这个程序是基于课本队列那一章节的内容完成的，里面的客户排队其实就是运用了队列的原理。这让我体会到在生活之中处处都有它独特的逻辑与算法，即使是一个小小的客服，也会有很多的内容在里面。我记得有人说过一句话：“真正的科技就是让你感觉不到科技的存在。”是啊，一个真正好的，拥有良好用户体验的程序往往蕴含着紧密的逻辑结构。在这个程序里，我还加入了上个学期的struct结构用来储存客户资料，也算是温故知新吧。

九．附录（源程序）

头文件

#ifndef LinkQueue_H#define LinkQueue_Htemplate<class DataType>struct Node{DataType data;Node<DataType>*next;};template<class DataType>class LinkQueue{public:LinkQueue();~LinkQueue();void EnQueue(DataType x);DataType DeQueue();DataType GetQueue();int Empty();private:Node<DataType>*front, *rear;};#endif

算法

<pre class="cpp" name="code">#include"LinkQueue.h"template<class DataType>LinkQueue<DataType>::LinkQueue(){Node<DataType>*s = NULL;s = new Node<DataType>;s->next = NULL;front = rear = s;}template<class DataType>LinkQueue<DataType>::~LinkQueue(){Node<DataType>*p = NULL;while (front != NULL){p = front->next;delete front;front = p;}}template<class DataType>void LinkQueue<DataType>::EnQueue(DataType x){Node<DataType>*s = NULL;s = new Node<DataType>;s->data = x;s->next = NULL;rear->next = s; rear = s;}template<class DataType>DataType LinkQueue<DataType>::DeQueue(){Node<DataType>*p = NULL;int x;if (rear == front)throw"已经没有客户等候了";p = front->next;x = p->data;front->next = p->next;if (p->next == NULL)rear = front;delete p;return x;}template<class DataType>DataType LinkQueue<DataType>::GetQueue(){if (front != rear)return front->next->data;}template<class DataType>int LinkQueue<DataType>::Empty(){if (front == rear)return 1;elsereturn 0;}

主函数：

#include<iostream>#include<string>#include<iomanip>using namespace std;#include"LinkQueue.cpp"

struct info{ char name[10]; int tel;};

struct info data[50];int n = 0;int g = 1;void show();

void main()

{ LinkQueue<int> Q; int select; do {  system("cls");  cout << "|---            欢迎致电123电话客服           ---|" << endl;  cout << "|                   1、接入热线                  |" << endl;  cout << "|                   2、查询客服状态              |" << endl;  cout << "|                   3、完成客户业务              |" << endl;  cout << "|                   4、正在办理业务              |" << endl;  cout << "|                   5、显示客户资料              |" << endl;  cout << "|                   6、退出                      |" << endl;  cout << "|                   0、办理业务                  |" << endl;  cin >> select;  switch (select)  {  case 0:   if (Q.Empty())   {    cout << "您好，客服mm为您服务" << endl;    try    {     n++;     cout << "\t姓名:";     cin >> data[n].name;     cout << "\t联系电话:";     cin >> data[n].tel;     cout << "操作完成！" << endl;

    }    catch (char*wrong)    {     cout << wrong << endl;    }   }   else    cout << "客服正忙，请稍后..." << endl;   system("pause");   break;

  case 1:   try   {    n++;    cout << "成功接入客服: " << endl;    cout << "您是今天的第" << n << "个客户""前面还有" << g - 1 << "个客户" << endl;    if (Q.Empty())     cout << "请按数字0办理业务" << endl;    else     cout << "请耐心等候..." << endl;    Q.EnQueue(g);    g++;    system("pause");

   }   catch (char*wrong)   {    cout << wrong << endl;   }   break;  case 2:   cout << "查看对头元素:" << endl;   if (Q.Empty())   {    cout << "客户等待个数" << setw(24) << "正在办理业务客户号码" << setw(14) << "办理情况" << endl;    cout << setw(5) << 0 << setw(26) << "无客户办理业务" << setw(24) << "空闲等待中..." << endl;   }   else   {    cout << "客户等待个数" << setw(24) << "正在办理业务客户号码" << setw(14) << "办理情况" << endl;    cout << setw(5) << g - 1 << setw(22) << Q.GetQueue() << setw(24) << "办理中..." << endl;    cout << endl;   }   system("pause");   break;  case 3:   char s3;   int x;   cout << "是否完成该客户业务（是:y/Y,否：n/N）:";   cin >> s3;   if (s3 == 'y' || s3 == 'Y')   {    try    {     Q.DeQueue();     g--;    }    catch (char*wrong)    {     cout << wrong << endl;    }

   }   else {    cout << "还有客户正在办理业务" << endl;

   }

   cout << "当前正在受理的是:" << endl;   cout << Q.GetQueue() << "号客户" << endl;

   system("pause");   break;

  case 4:   cout << "当前正在受理的是:" << endl;   cout << Q.GetQueue() << "号客户" << endl;

   system("pause");   break;

  case 5:   show();   system("pause");   break;

  } } while (select != 6); cout << left;}void show(){

 cout << "姓名" << setw(10) << "联系电话" << endl; for (int i = 1; i <= n; i++) {  cout << data[i].name << setw(10) << data[i].tel << endl; } cout << endl;}