Реферат

Реферат Нахождение пути от одного населённого пункта к другому

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 25.11.2024






Цель работы:

Разработать программу, осуществляющую нахождение пути от одного населённого пункта к другому.
Введение
В настоящее время индустрия производства компьютеров и  программного обеспечения для них является  одной  из  наиболее  важных сфер экономики развитых стран. Ежегодно в мире  продаются  десятки миллионов компьютеров. Только в США объем продаж компьютеров  составляет десятки миллионов долларов и постоянно продолжает расти.

В чем же причины такого стремительного роста индустрии персональных компьютеров и их сравнительная выгодность для многих деловых применений?

*                     Простота использования, обеспеченная с помощью  диалогового способа взаимодействия с компьютером.

*                     Относительно высокие возможности по  переработке  информации, наличие программного обеспечения, а так же мощных систем  для разработки нового программного обеспечения.

Использованная в отчёте программа может использоваться для решения задач, связанных с проложением маршрута дороги любого типа.

Определение достижимости населённых пунктов.




1.1 Анализ требований.
В списке задаются города (населённые пункты), а также дороги между ними (есть или нет), необходимо разработать программу с использованием модульного программирования, осуществляющую нахождение кратчайшего пути между населёнными пунктами, задаваемыми пользователем в процессе работы программы.

Решение поставленной задачи осуществляется следующим методом:

Cтроится граф, вершины которого - населённые пункты, а ребра - дороги между ними.

В процессе работы программы в данном графе с помощью рекуррентной процедуры находятся пути из одной вершины в другую. Данная процедура в качестве параметров получает массив пройденных вершин, текущую вершину и количество уже пройденных вершин. На каждом этапе процедура проверяет все, не пройденные достигнутые вершины, и либо находит заданный путь, если достигнута конечная вершина, либо вызывает саму себя для всех, не пройденных вершин.

Для организации данного алгоритма используется две процедуры: процедура нахождения всего пути и рекурсивная процедура поиска единичного маршрута.

Процедура нахождения всего пути осуществляет перебор всех населённых пунктов и вызов рекурсивной процедуры, которая осуществляет поиск маршрута между этими населёнными пунктами.

Средства решения задачи: используются средства логического программирования  языка Turbo Pascal 7.0.
1.2 Проектирование.
Для реализации поставленной задачи программа должна выполнять следующие функции:

*       Ввод данных пользователем с клавиатуры - вводятся названия населённых пунктов и дороги, соединяющие их;

*       Вывод данных - вывод на экран списка населённых пунктов и дорог, соединяющий их.

*       Запись в файл - запись в файл, имя которого указывает пользователь в диалоговом режиме, названия населённых пунктов и существующих дорог между ними в виде текстовой информации;

*       Считывание файла с диска, с именем, которое указывает пользователь в диалоговом режиме

*       Вывод результата - пользователь задаёт начальный и конечный населённый пункт, между которыми необходимо проложить путь, на экране появляется маршрут, либо сообщение: "маршрут не найден".

Данная программа реализована с использованием принципа модульного программирования, главным преимуществом которого является простота использования, возможность подключения программой разных модулей, которые могли быть разработаны ранее, быстрое нахождение основного текста программы, а также исправление и отладка процедур при использовании другой программы или специальной программы-отладчика, которая подключает к себе данный модуль.

Все процедуры, используемые данной программой, находятся в unit-модуле ph.tpu и предназначены для использования основной программой, которая находится в файле path.pas.

Основная программа осуществляет вывод меню на экран, опрос клавиатуры и вызов процедуры, соответствующей нажатой клавише.

Для реализации ввода данных используется процедура InputData, которая осуществляет ввод имён городов с клавиатуры, если вместо названия города был нажат ввод, то процедура выводит список городов на экран и пользователь, передвигая курсор и, нажимая ввод, составляет список дорог, соединяющие эти города между собой, при нажатии клавиши Esc процедура прекращает свою работу и выходит в главное меню.

Для реализации вывода данных на экран используется процедура OutputData, которая осуществляет чтение в цикле массива городов и вывод его на экран, а также массива дорог, соединяющие эти города и выводит из на экран.

Для реализации запроса имени файла и записи данных в файл используется процедура Save, которая сначала выводит запрос на экран, осуществляет ввод имени файла, открывает файл, имя которого вводится пользователем с клавиатуры в текущем каталоге, в цикле из массива городов записывает на диск список городов, затем также список дорог, соединяющих их.

 Для реализации запроса имени файла и чтения данных из файла в массив используется процедура load, которая сначала выводит запрос имени файла  на экран, осуществляет ввод имени файла, открывает файл, имя которого вводится пользователем, считывает данные в массив городов, затем в массив дорог.

Для поиска пути между городами используется процедура FindPath, которая осуществляет вывод списка городов на экран, опрос клавиатуры, при этом пользователь может выбрать курсором начальный и конечный населённый пункт в своём пути, процедура FindPath вызывает с параметрами рекурсивную процедуру, которая производит поиск оптимального маршрута между выбранными городами.

Для поиска маршрута используется рекурсивная процедура findnext, которой при её вызове передаются следующие параметры:

a(vec) - вектор, каждому городу соответствует номер в маршруте или   ноль, если города нет в маршруте;

tv(integer) - город, следующий в маршруте;

nv(integer) - город, в который необходимо добраться;

lv(integer) - количество пройденных городов.

На каждом этапе процедура проверяет все, не пройденные достигнутые вершины, и либо находит заданный путь, если достигнута конечная вершина, либо вызывает саму себя для всех, не пройденных вершин.
1.3 Кодирование
Краткая функциональная спецификация.
Процедура InputData

Назначение: Осуществляет ввод исходных данных пользователем с клавиатуры.

Входные данные: нет.

Выходные данные: нет.

Не вызывает никаких процедур.

Вызывается из основной программы.
Процедура OutputData

Назначение: Осуществляет вывод данных на экран.

Входные данные: нет.

Выходные данные: нет.

Не вызывает никаких процедур.

Вызывается из основной программы.
Процедура Load

Назначение: Осуществляет запрос имени, чтение файла данных с этим именем в массив городов и в массив дорог.

Входные данные: нет.

Выходные данные: нет.

Не вызывает никаких процедур.

Вызывается из основной программы.
Процедура Save

Назначение: Осуществляет запрос имени, запись в файл данных с этим именем массива городов и в массива дорог.

Входные данные: нет.

Выходные данные: нет.

Не вызывает никаких процедур.

Вызывается из основной программы.
Процедура FindPath

Назначение: Осуществляет поиск пути между городами.

Входные данные: нет.

Выходные данные: нет.

Вызывает findnext.

Вызывается из основной программы.
Процедура FindNext

Назначение: Осуществляет поиск маршрута.

Входные данные:

          a(vec) - вектор, каждому городу соответствует номер в

маршруте или ноль, если города нет в маршруте;

tv(integer) - город, следующий в маршруте;

nv(integer) - город, в который необходимо добраться;

lv(integer) - количество пройденных городов.

Выходные данные: нет.

Вызывает findnext.

Вызывается из FindPath.
Основная программа

Осуществляет оформление экрана, вывод и обработку меню, опрос клавиатуры, вызов процедуры, соответствующей выбранному пункту меню.
1.4 Тестирование
Разработанное программное средство было протестировано методом функционального тестирования.

Введённые в программу данные показали, что результаты работы совпадают с вычисленными вручную.
Программы разработки.

Программа path
program path;

uses crt,ph;

var

  t:town;                            {Данные о городах}

  nt:integer;                        {Число городов}

  r:road;                            {Данные о дорогах}

  nr:integer;                        {Число дорог}

  sl:integer;                        {Выбранный пункт меню}

  c:char;                            {Нажатый символ}

  i:integer;                         {Счетчик}

  fv:vec;                            {Вектор пройденных городов}

  nfv:integer;                       {Количество городов}

Const

  KItems = 6;                        {Количество пунктов меню}

  mas: array[1..KItems] of string =

                                     {Инициализация пунктов меню}

    ('¦ Ввод данных       ¦',

     '¦ Вывод данных      ¦',

     '¦ Запись в файл     ¦',

     '¦ Считывание файла  ¦',

     '¦ Вывод результата  ¦',

     'L------ Выход -------');
{Основная программа}

begin

  sl:=1;

{Городов и дорог нет}

  nt:=0;

  nr:=0;

  repeat

    textattr:=7;                      {Основной цвет меню}

    clrscr;

    for i:=1 to KItems do begin

      gotoxy (25,i+3);

      write (mas[i]);                 {Вывод пунктов меню}

    end;

    textattr:= 77;                    {Цвет активного пункта}

    gotoxy (25,sl+3);

    write (mas[sl]);                  {Вывод активного пункта}

    c:=readkey;                       {Ввод символа с клавиатуры}

    textattr:=7;

    case c of                     {Определить код нажатой клавиши}

      #13: case sl of                  {Клавиша Enter}

        1: InputData;

        2: OutputData;

        3: Save;

        4: Load;

        5: FindPath;

      end;

      #0: begin                     {Анализ функциональных клавиш}

        c:=readkey;

        case c of

          #80: if sl<KItems then sl:=sl+1 else sl:=1;

          #72: if sl>1 then sl:=sl-1 else sl:=KItems;

        end

      end

    end;

  until ((c=#13) and (sl=6) or (c=#27));

  textattr:=7;

  clrscr;

end.
Модуль ph
unit ph;

interface

uses crt;

type

  town= array [1..20] of string;       {Данные о городах}

  road= array [1..200] of record       {Данные о дорогах}

    a:integer;

    b:integer;

  end;

  vec=array [1..20] of integer;      {Данные о пройденных городах}

var

  t:town;                             {Данные о городах}

  nt:integer;                         {Число городов}

  r:road;                             {Данные о дорогах}

  nr:integer;                         {Число дорог}

  fv:vec;                             {Вектор пройденных городов}

  nfv:integer;                        {Количество городов}
procedure InputData;

procedure OutputData;

procedure Save;

procedure Load;

procedure findnext(a:vec; tv:integer; nv:integer; lv:integer);

procedure FindPath;
implementation
{
Ввод

данных
}


procedure InputData;

var

  i:integer;                           {Счетчик}

  n:integer;                           {Выбранный начальный город}

  sl:integer;                          {Выбранный город}

  c:char;                              {Нажатый символ}

begin

{Считывание данных о городах}

  clrscr;

  nt:=1;

  writeln('Введите название города (Пустая строка - закончить: ');

  repeat

    write(' >');

    readln(t[nt]);

    nt:=nt+1;

  until (t[nt-1]='');

  nt:=nt-2;

{Проверка, вводились ли города}

  if (nt>0) then begin

  {Да, ввод дорог}

    nr:=0;

    n:=0;

    sl:=1;

    repeat

      textattr:=7;

      clrscr;

      for i:=1 to nt do begin

        gotoxy (25,i+3);

        write (t[i]);                  {Вывод городов}

      end;

      textattr := 77;                  {Цвет активного города}

      gotoxy (25,sl+3);

      write (t[sl]);                   {Вывод активного города}

      if (n<>0) then begin

        textattr:=66;                  {Цвет отмеченного города}

        gotoxy (25,n+3);

        write (t[n]);                  {Вывод отмеченного города}

      end;

      textattr:=7;

      gotoxy(1,20);

      write('Дороги: ');

      for i:=1 to nr do write(' {',r[i].a,',',r[i].b,'}');

      c:=readkey;                      {Ввод символа с клавиатуры}

      case c of

        #13: begin                     {Нажат ENTER}

        {Либо помечается начальный город}

          if n=0 then n:=sl else

            {Либо происходит попытка добавить дорогу}

            if (n=sl) then n:=0 else begin

              nr:=nr+1;

              if (n>sl) then begin

                i:=n;

                n:=sl;

                sl:=i;

              end;

            {Проверяется, нет ли такой?}

              for i:=1 to nr-1 do

                if ((r[i].a=n)and(r[i].b=sl)) then n:=0;

            {Если нет - добавляется}

              if n<>0 then begin

                r[nr].a:=n;

                r[nr].b:=sl;

              end else nr:=nr-1;

              n:=0;

              sl:=1;

          end;

        end;

        #0: begin                   {Анализ функциональных клавиш}

          c:=readkey;

          case c of

            #80: if sl<nt then sl:=sl+1 else sl:=1;

            #72: if sl>1 then sl:=sl-1 else sl:=nt;

          end

        end

      end;

    until (c=#27);

  end;

end;
{
Вывод

данных
}


procedure OutputData;

var

  i:integer;                           {Счетчик}

begin

{Вывод списка городов}

  clrscr;

  writeln(' Города: ');

  for i:=1 to nt do begin

    gotoxy (10,i);

    write (t[i]);                 {Вывод городов}

  end;

{Вывод списка дорог}

  gotoxy(1,20);

  write(' Дороги: ');

  for i:=1 to nr do write(' {',r[i].a,',',r[i].b,'}');

  gotoxy(2,24);

  write(' ESC- Выход');

{Ожидание ESC}

  repeat until readkey=#27;

end;
{ Запись данных в файл}

procedure Save;

var

  f:TEXT;                              {Файл}

  name:string;                         {Имя файла}

  n:integer;                           {Счетчик}

begin

  clrscr;

  writeln(' Запись данных ');

  write(' Введите имя файла: ');

  readln(name);

  assign(f,name);

  rewrite(f);

  writeln(f,nt);

  for n:=1 to nt do writeln(f,t[n]);

  writeln(f,nr);

  for n:=1 to nr do writeln(f,r[n].a,' ',r[n].b);

  close(f);

end;
{Чтение из файла}

procedure Load;

var

  f:TEXT;                              {Файл}

  name:string;                         {Имя файла}

  n:integer;                           {Счетчик}

begin

  clrscr;

  writeln(' Чтение данных ');

  write(' Введите имя файла: ');

  readln(name);

  assign(f,name);

  reset(f);

  readln(f,nt);

  for n:=1 to nt do readln(f,t[n]);

  readln(f,nr);

  for n:=1 to nr do readln(f,r[n].a,r[n].b);

  close(f);

end;
{Рекурсивная процедура поиска маршрута.

  Входные параметры:

  a:vec - Вектор, каждому городу соответствует номер в маршруте

          или ноль, если города нет в маршруте

  tv:integer - Город, следующий в маршруте

  nv:integer - Город, в который необходимо добраться

  lv:integer - Количество пройденных городов}

procedure findnext(a:vec;tv:integer;nv:integer;lv:integer);

var

  i:integer;                           {Счетчик}

begin

  a[tv]:=lv;                        {Устанавливается в векторе

                                    флаг, что город tv пройден}

  if (tv=nv) then begin

  {Если достигнут необходимый город}

    if ((lv+1)<nfv)or(nfv=0) then begin

{Если найден первый либо более короткий маршрут - он становится найденным}

      nfv:=lv+1;

      fv:=a;

    end;

  end else begin

{Иначе - просмотр всех городов, в которые можно добраться из данного}

    for i:=1 to nr do

{Если город еще не учитывался - запуск для него той же самой функции}

      if ((r[i].a=tv)and(a[r[i].b]=0)) then findnext(a,r[i].b,nv,lv+1);

{Просмотр, но для дорог, где текущий город учитывался как второй}

    for i:=1 to nr do

{Если город еще не учитывался - запуск для него той же самой функции}

      if ((r[i].b=tv)and(a[r[i].a]=0)) then findnext(a,r[i].a,nv,lv+1);

  end;

end;
{
Нахождение

пути
}


procedure FindPath;

var

  i:integer;                       {Счетчик}

  j:integer;                       {Счетчик}

  n:integer;                       {Исходный город}

  sl:integer;                      {Выбираемый город}

  c:char;                          {Считанный с клавиатуры символ}

  v:vec;                           {Вектор для начала рекурсии}

begin

{Изначально первый город не выбран}

  n:=0;

  sl:=1;

  nfv:=0;                           {Маршрут не найден}

{Цикл запроса городов и вывода результатов}

  repeat

    textattr:=7;

    clrscr;

  {Вывод поясняющей надписи}

    gotoxy(2,20);

    if (n=0) then write(' Выберите начальный пункт')

      else writeln(' Выберите конечный пункт ');

  {Вывод списка городов}

    for i:=1 to nt do begin

      gotoxy (25,i+3);

      write (t[i]);

    end;

    textattr:= 77;

    gotoxy (25,sl+3);

    write (t[sl]);

    if (n<>0) then begin

      textattr:=66;

      gotoxy (25,n+3);

      write (t[n]);                 {Вывод отмеченного города}

    end;

    textattr:=7;

  {Вывод найденного маршрута либо надписи о его отсутствии}

    gotoxy(60,1);

    if (nfv>0) then begin

      write(' Найденный маршрут: ');

      for j:=1 to nfv do

        for i:=1 to nt do if fv[i]=j then begin

          gotoxy(60,j+2);

          write(t[i]);

      end;

    end else write(' Маршрут не найден ');

    c:=readkey;                        {Ввод символа с клавиатуры}

    case c of

      #13: begin

      {Либо фиксируется начальный город}

        if n=0 then n:=sl else begin

        {Либо убирается ошибочно выбранный город}

          if (n=sl) then n:=0 else begin

          {Либо происходит поиск нового маршрута}

            nfv:=0;                    {Маршрута нет}

            for i:=1 to 20 do v[i]:=0; {Ни одного пройденного

                                        города}

            findnext(v,n,sl,1);{Вызывается первый раз рекурсивная

                                 процедура}

          end;

          n:=0;

          sl:=1;

        end;

      end;

      #0: begin                    {Анализ функциональных клавиш}

        c:=readkey;

        case c of

          #80: if sl<nt then sl:=sl+1 else sl:=1;

          #72: if sl>1 then sl:=sl-1 else sl:=nt;

        end

      end

    end;

  until (c=#27);

end;
end.
Результаты выполнения программы.

   

    ¦ Ввод данных       ¦

    ¦ Вывод данных      ¦

    ¦ Запись в файл     ¦

    ¦ Считывание файла  ¦

    ¦ Вывод результата  ¦

    +------ Выход ------+
Ввод данных:
Введите название города (Пустая строка - закончить):

 >Город 1

 >Город 2

 >Город 3

 >Город 4

 >Город 5

 >

 Дороги:  {1,3} {3,4} {2,5} {1,4} {2,4} {2,3}
Вывод результата:

Найденный маршрут:                                                          Город 1               Город 1

Город 3               Город 2

Город 2               Город 3

Город 5               Город 4

                      Город 5
Список используемых источников
1. Белецкий Я. Турбо Паскаль  с  графикой  для  персональных компьютеров  /перевод с польского Д. И. Юренкова. -  М. :Машиностроение, 1991.

2. Сергиевский М. В., Шалашов А. В. Турбо Паскаль 7.0; язык, среда программирования.  - М:  Машиностроение, 1994.

3. Справочник по процедурам и функциям Borland  Pascal  With Objects 7.0. - Киев: Диалектика, 1993.

1. Лекция на тему Деятельность участкового уполномоченного милиции по обеспечению па
2. Реферат на тему Columbus Hero Or Villain Essay Research Paper
3. Реферат на тему Things Fall Apart Essay Research Paper There
4. Реферат Ответственность
5. Реферат на тему Конституційний Суд України 2
6. Реферат на тему Westerns And Social Commentary Essay Research Paper
7. Реферат на тему Acid Rain Essay Research Paper When thought
8. Реферат на тему Minotities In The
9. Реферат на тему The Advancement Of Technology Essay Research Paper
10. Реферат на тему John Locke Essay Research Paper Perhaps one