2009 ～2010 学年第 2 学期
| 课程 | 数据结构与算法 |
| 课程设计名称 | 纸牌游戏 |
一、问题分析和任务定义
1.题目：
纸牌游戏
2.要求和任务：
① 该题目的要求如下：
（1）将52张牌编号。
（2）从2开始，依次作为基数对基数的倍数的牌进行翻转，直到以52为基数的翻转。
（3）最后输出正面向上的牌。
② 基本任务为：
（1）按照要求翻转纸牌。
（2）输出最后正面向上的纸牌的编号。
3.原始数据的输入及输出格式：
原始数据要求输入纸牌的基础编号，编号的输入为整型。输出的是经过规律翻转后正面向上的纸牌的编号。
输入的数据信息如下：
纸牌：1、2、3……、51、52。
问题直观分析表：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | …… | |
| 1 | |||||||||||||
| 2 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |||||||
| 3 | √ | √ | √ | √ | |||||||||
| 4 | √ | √ | √ | ||||||||||
| 5 | √ | √ | |||||||||||
| 6 | √ | √ | |||||||||||
| 7 | √ | ||||||||||||
| 8 | √ | ||||||||||||
| 9 | √ | ||||||||||||
| 10 | √ | ||||||||||||
| 11 | √ | ||||||||||||
| 12 | √ | ||||||||||||
| …… | …… |
二.数据结构的选择和概要设计
1.数据结构
按照题目要求，整个主体包括一个嵌套的循环，外循环控制从2开始每张纸牌都作为基数进行翻牌，内循环控制对所有纸牌进行判断，如果是当前循环中基数的倍数，则对其进行翻转操作。具体代码如下：
for(i=2;i<=52;i++)
{
for(j=1;j<=52;j++)
{
if(j%i==0)
data[j-1]=data[j-1]*Flag;
}
}
2.概要设计
按照题目的要求，首先，应对52张牌进行编号并且保存它们的编号信息，编号的类型为整型，而对于这样固定的数据，使用整型数组是最好的，因此，我们需要在程序的开始定义一共整型的数组，同时，为了方便对翻转过程的记录，在定义记录编号信息的同时，定义一个与之相对应的标记数组，数组类型为整型。该程序的核心为一个嵌套的循环，所以定义两个变量i,j作为循环条件。
接着开始对变量进行初始化，首先是编号信息数组，使用for循环对数组进行1到52的赋值，代表52张纸牌，然后对标记数组赋值，将数组内的所有的值初始化为零，方便在接下来的循环中统计每张牌的翻牌数。数据初始化结束后，开始按照要求对纸牌进行翻转，在嵌套循环中，定义了一个全局变量Flag，值为-1，负数定义为向下，正数定义为向上，这样，翻转一次，即乘以Flag，同时，符合翻转条件时，标记数组相应的编号的纸牌翻牌次数+1。
循环结束后，编号数组中的数据已经更新，因此对数组进行扫描，大于零的即为正面向上的纸牌，输出其编号即可，同时，输出标记数组中的值，显示每张牌的翻牌记录，方便观察或者寻找规律。到此，整个题目结束。
三.详细设计和编码
1.定义全局变量：
作为判断纸牌是否向上的依据，我们需要定义一个全局变量Flag=-1，在循环中对所有纸牌进行操作。
2.主要程序代码与分析如下：
#define Flag -1
（考虑到最后要判断哪些纸牌是正面向上的，所以必须要有一共判断条件，因此定义一个全局变量作为正反面的判断条件。）
void main()
{
int i,j,data[52],flag[52];
char m;
（在程序开始，建立了两个数组，一个存放52张牌的编号，另外一个存放相应编号的纸牌的翻牌记录，便于后面对翻牌次数的输出。）
for(i=1;i<=52;i++)
{
data[i-1]=i;
（通过for循环，向数组中录入1-52个数，作为52张牌的编号，以便进行接下来的操作）
flag[i-1]=0;
（将flag数组中的相应编号纸牌的翻牌数初始化为0，在接下来的循环中，需要对翻牌次数进行统计。）
}
for(i=2;i<=52;i++)
（嵌套循环的外循环，保证基数的循环。）
{
for(j=1;j<=52;j++)
（嵌套循环的内循环，对每张纸牌进行基数的倍数条件判断）
{
if(j%i==0)
{
data[j-1]=data[j-1]*Flag;
flag[j-1]++;
（翻牌一次，则相应的标记数组中该编号的位置数值+1，即将翻牌次数记入flag数组中。）
}
}
}
printf("最后所有正面向上的牌有：");
for(i=0;i<52;i++)
{
if(data[i]>0)
（该题目中将大于零的编号定义为正面向上的纸牌的编号）
printf("第%d张牌 ",i+1);
}
printf("\\n");
}
以上为程序主要代码的分析。
在程序中，主要还包括功能界面，如下：
printf("\-----------------------------------------------------------\\n"); printf("\-----------------------------------------------------------\\n");
printf("\--------- 欢迎进入纸牌游戏 -----------\\n");
printf("\--------- 1.查看题目 -----------\\n");
printf("\--------- 2.查看所有纸牌的翻牌次数 -----------\\n");
printf("\--------- 3.查看指定编号纸牌翻牌记录 -----------\\n");
printf("\--------- 4.查看最终正面向上的纸牌编号 -----------\\n");
printf("\--------- 5.制作人信息 -----------\\n");
printf("\--------- 0.按0键结束 -----------\\n");
printf("\-----------------------------------------------------------\\n");
printf("\-----------------------------------------------------------\\n");
同时，整个功能实现由do-while语句和switch语句组合而成，do-while语句可以保证界面最少运行一次，switch语句保证每个功能实现，通过choice的输入来进入不同的功能，同时在每个小的功能内，我都添加了判断是否回到主菜单的语句，如下：
printf("是否回到主菜单？(Y/N):");
n=getchar();
n=getchar();
if(n=='Y')break;
else if(n=='N')
choice=0;
else printf("***************(提示：输入错误，默认为继续。)****** *****\\n");
整个do-while语句的结束条件为：choice=0，所以如果用户输入为N，则直接将0赋值给choice，则符合循环结束的条件，则直接结束程序，如果输入为Y，则break，继续循环，输入错误，没有对choice任何的赋值操作，即不能满足结束条件，则无论输入什么都默认为继续，break后继续循环。由于程序默认的将回车操作通过getchar()赋值给n,导致不能正常的实现下面的判断，而直接显示为输入错误，所以加入两个n=getchar()语句，保证第二句能够正确的实现功能，让用户自行输入条件，进行下一步的操作。在整个程序中，存在着大量的输入判断条件，如下：
if(num<1&&num>52)
printf("\输入错误!\\n");
这两句代码就是对输入的num值进行判断，由于纸牌序号为1-52，所以不在这个范围的值都为错误值，需要有一个错误信息的反馈，所以需要对输入的信息进行判断，然后通过不同的值对数据进行相应的操作，这对于程序的正确运行，有着至关重要的作用。
四.上机调试过程：
该程序任务相对比较简单，思路较明确。
在一开始编写代码的时候，在嵌套循环中，外循环for的条件(i=2;i<=52;i++)，写成（i=1;i<=52;i++），导致对每个纸牌的翻转都多判断了一次，按照一开始定义的大于零的编号数为正面向上的条件，最后输出的结果正好相反，经过修改调试后，问题解决。
在每个case中加入的判断是否回到主菜单的语句，一开始getchar（）总是不能正确录入，没有输入就直接运行下一个语句，在加入控制语句后经过调试发现，程序把上一个输入的回车直接默认赋值给getchar()，导致没有输入，直接进行下一个语句，后来使用了两个连续的getchar()语句，第一个getchar()语句默认为回车，但是后面一个getchar()语句可以正确的重新输入判断值，经过重新的调试，运行正常，问题解决，但是希望能找到更完善的答案。在判断是否继续输入纸牌编码的功能中，同样遇到了这个问题，按照相同的解决办法解决。
整个程序由一个大的do-while语句和switch语句组合实现界面的不同功能，do-while语句通过choice=0作为结束的条件，在case 3中，有一个小的do-while语句实现纸牌编号的重复输入，在整个程序中有很多信息的输入，需要根据输入的信息正确与否来反馈信息，否则会导致程序出错，所以在调试的过程中加入了很多判断条件，可以解决信息输入错误的情况，但是仍然存在输入非整型值程序出错的问题，所以在输入条件中加入提示信息，以保证信息类型输入正确。
五.测试结果及其分析
1.测试结果如下图1-12；
2结果分析以注释的形式写在图的下方；
（图1）
（注：MessageBox制作的一个欢迎提示）
（图2）
（注：纸牌游戏程序的主功能界面。）
（图3）
（注：纸牌游戏程序功能1：查看题目。）
（图4）
（注：纸牌游戏程序功能2：查看所有纸牌的翻牌次数。）
（图4续1）
（图4续2）
（图5）
（注：纸牌游戏程序功能3：查看指定编号纸牌翻牌记录。）
（图8）
（注：纸牌游戏程序功能4：查看最终正面向上的纸牌编号。）
（图10）
（注：纸牌游戏程序结束画面。）
（图11）
（注：主界面输入错误提示。）
（图12）
（注：功能3输入错误提示以及判断是否需要继续查询纸牌编码。）
（图13）
（注：回主菜单判断以及输入错误提示。）
（图14）
（注：功能3继续查询纸牌编码判断输入错误提示以及回主菜单输入错误提示。）
六.用户使用说明:
用户运行程序，按操作提示进行操作。程序运行环境VC++6.0。
七.参考文献：
[1].王昆仑、李红 《数据结构与算法》 北京：中国铁道出版社
[2].宁国正 《数据结构（C语言版）》 南京：东南大学出版社
[3].严尉敏 《数据结构（C语言版）》 北京：清华大学出版社
[4].吴乃陵 《C＋＋程序设计》 北京：高等教育出版社
附录：
程序源代码：
#include #include #define Flag -1//定义一个全局变量作为正反面的判断条件。 void main() { int i,j,data[52],flag[52],choice,num;//建立两个数组，一个存放52张牌的编号，另外一个存放相应编号的纸牌的翻牌记录。 char m,n; MessageBox(NULL,"欢迎进入纸牌游戏程序!//添加了一个MessageBox欢迎对话框 for(i=1;i<=52;i++) { data[i-1]=i;//录入52张牌的编号。 flag[i-1]=0;//将相应编号纸牌的翻牌数初始化为0。 } for(i=2;i<=52;i++)//外循环，基数循环。 { for(j=1;j<=52;j++)//内循环，基数倍数条件判断。 { if(j%i==0) { data[j-1]=data[j-1]*Flag;//将翻转后的结果更新data中的数据。 flag[j-1]++;//翻牌一次，即记入flag数组中。 } } } do{ printf("\-----------------------------------------------------------\\n"); printf("\-----------------------------------------------------------\\n"); printf("\--------- 欢迎进入纸牌游戏 -----------\\n"); printf("\--------- 1.查看题目 -----------\\n"); printf("\--------- 2.查看所有纸牌的翻牌次数 -----------\\n"); printf("\--------- 3.查看指定编号纸牌翻牌记录 -----------\\n"); printf("\--------- 4.查看最终正面向上的纸牌编号 -----------\\n"); printf("\--------- 5.制作人信息 -----------\\n"); printf("\--------- 0.按0键结束 -----------\\n"); printf("\-----------------------------------------------------------\\n"); printf("\-----------------------------------------------------------\\n"); printf("请输入您的选择（数字0-5）：");//主界面 scanf("%d",&choice); switch(choice)//通过switch语句进行功能的选择 { case 1:{ printf("---题目---\\n"); printf("**************************************************************\\n"); printf("编号为1-52张牌，正面向上，从第2张开始，以2为基数，是2的倍数的牌翻一次，"); printf("直到最后一张牌；然后，从第3张开始，以3为基数，是3的倍数的牌翻一次，"); printf("直到最后一张牌；直到以52为基数的翻过，输出：这时输出正面向上的牌有哪些？\\n"); printf("****************************************************************"); printf("\\n"); printf("\\n"); printf("是否回到主菜单？(Y/N):");//在每个功能后添加了的判断语句，从而可以选择性的回到主菜单。 n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; else if(n=='N') choice=0;//0作为整个界面的循环结束条件，所以直接将choice=0，即可结束循环。 else printf("**********(提示：输入错误，默认为继续。)***********\\n"); }break; case 2:{ printf("以下为翻牌记录:\\n"); printf("\----第1张牌翻过0次。----\"); printf("\\n"); printf("\\n"); for(i=1;i<52;i++) { printf("\----第%d张牌翻过%d次。----\",i+1,flag[i]); if(i%2==0) printf("\\n"); } printf("\\n"); printf("是否回到主菜单？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; else if(n=='N') choice=0; else printf("**********(提示：输入错误，默认为继续。)*********** **\\n"); }break; case 3:{ do{ printf("\请输入您想查询的纸牌编码："); scanf("%d",&num); if(num<1&&num>52)//纸牌的序号为1-52，所以其他数值都为输入错误。 printf("\输入错误!\\n"); else { printf("\纸牌翻转记录如下：\\n"); printf("\纸牌翻转次数为%d\\n",flag[num-1]); for(j=2;j<=52;j++)//内循环，基数倍数条件判断。 { if(num%j==0) { printf("\在以编号%d为基数时此纸牌有一次翻转。\\n",j); } } } printf("需要继续查询纸牌编码吗？(Y/N):");//的判断语句，作为do-while的结束条件，从而可循环的查询纸牌编码。 m=getchar(); m=getchar(); if(m!='Y'&&m!='N') printf("************(提示：输入错误，默认为跳过。)******** **\\n"); }while(m=='Y'); printf("是否回到主菜单？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; else if(n=='N') choice=0; else printf("**************(提示：输入错误，默认为继续。)***** *****\\n"); }break; case 4:{ printf("\最后所有正面向上的牌有：\\n"); for(i=0;i<52;i++) { if(data[i]>0)//所有大于0的数即为正面向上的纸牌。 printf(" 第%d张牌 ",i+1); } printf("\\n"); printf("是否回到主菜单？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; else if(n=='N') choice=0; else printf("***************(提示：输入错误，默认为继续。)**** ******\\n"); }break; case 5:{ printf("\\\制作人： \\n"); printf("\\\班级： \\n"); printf("\\\指导老师: \\n"); printf("是否回到主菜单？(Y/N):"); n=getchar(); n=getchar(); if(n=='Y')break; else if(n=='N') choice=0; else printf("***************(提示：输入错误，默认为继续。)****** *****\\n"); } case 0:break; default:printf("\输入错误，请重新输入!\\n"); } }while(choice!=0);//0作为整个循环的结束条件。 printf("*******************程序结束，谢谢使用********************\\n"); }
