本文主要是介绍计算机设计大赛管理系统数据结构预习报告，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1.问题描述
1.能够管理各参赛队的基本信息
2.从team.txt中读取参赛队伍的基本信息，实现基于二叉排序树的查找
3.能够提供按参赛学校查询参赛团队
4.设计一个决赛叫号系统
5.提供校园导游程序
2.问题分析
1）管理各参赛队的基本信息
1.定义参赛队的数据结构：
创建一个类或结构体来表示参赛队的基本信息。
定义属性，包括参赛队编号、参赛作品名称、参赛学校、赛事类别、参赛者和指导老师等。
2.数据存储和管理：
设计一个适合存储参赛队信息的数据结构，如列表、数组或字典。
初始化一个空的数据结构来存储参赛队信息。
实现操作函数来增加、删除和修改参赛队的信息。
3.用户界面：
设计一个用户界面，使用户可以与系统进行交互。
提供选项让用户选择要执行的操作，如增加、删除和修改参赛队的信息。
根据用户选择，调用相应的操作函数来执行相应的操作
4.增加参赛队信息：
接收用户输入的参赛队信息，包括参赛队编号、参赛作品名称、参赛学校、赛事类别、参赛者和指导老师等。
创建一个新的参赛队对象，并将输入的信息赋值给相应的属性。
将新的参赛队对象添加到数据结构中。
5.删除参赛队信息：
接收用户输入的参赛队编号或其他标识符。
在数据结构中查找对应的参赛队对象。
如果找到匹配的参赛队对象，将其从数据结构中删除。
6.修改参赛队信息：
接收用户输入的参赛队编号或其他标识符。
在数据结构中查找对应的参赛队对象。
如果找到匹配的参赛队对象，提供用户选择要修改的属性。
接收用户输入的新值，并将其赋值给相应的属性。
7.错误处理：
针对可能出现的错误情况，如无效的输入或找不到对应的参赛队信息，提供适当的错误提示和处理机制。
2）从team.txt中读取参赛队伍的基本信息，实现基于二叉排序树的查找
1.读取参赛队伍信息：
从文本文件（如team.txt）中读取参赛队伍的基本信息。
解析文本文件，将每个参赛队伍的信息提取出来，并创建相应的参赛队对象。
将参赛队伍对象存储在数据结构中，以便后续查找操作使用。
2.二叉排序树的构建：
使用参赛队编号作为关键字，构建二叉排序树（BST）。
将参赛队伍对象按照参赛队编号的大小顺序插入二叉排序树中。
3.查找参赛队伍信息：
提示用户输入要查找的参赛队编号。
在二叉排序树中进行查找操作，根据用户输入的参赛队编号找到相应的参赛队伍对象。
如果找到匹配的参赛队伍对象，输出该赛事类别对应的基本信息（参赛作品名称、参赛学校、赛事类别、参赛者和指导老师信息）。
计算查找成功时的平均查找长度（ASL）并输出。
如果未找到匹配的参赛队伍对象，输出"查找失败！"的提示信息。
4.数据处理和分析：
对数据进行适当的处理和分析，如统计参赛队伍的数量、赛事类别的数量等。
可以利用数据结构和算法知识，进行其他有关数据的操作和分析，以满足具体需求。
3）能够提供按参赛学校查询参赛团队（或根据赛事类别查询参赛团队）
1.根据参赛学校查询参赛团队：
提示用户输入要查询的参赛学校名称。
遍历存储参赛队伍信息的数据结构，找到与输入的参赛学校名称匹配的参赛队伍对象。
输出该学校参赛的所有团队的基本信息，并按照赛事类别进行排序输出。
2.根据赛事类别查询参赛团队：
提示用户输入要查询的赛事类别。
遍历存储参赛队伍信息的数据结构，找到与输入的赛事类别匹配的参赛队伍对象。
输出该赛事类别的所有参赛团队的基本信息，并按照指定的排序算法对参赛团队进行排序输出（可选择选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、堆排序等）。
在选择排序算法时，对选择的原因进行说明。
3.排序算法选择和排序输出：
选择合适的排序算法来对参赛团队进行排序。例如，可以选择归并排序算法。
实现选择的排序算法，并对参赛团队按照赛事类别进行排序。
输出排序后的参赛团队基本信息，按照排序结果有序输出。
4.校验和错误处理：
在查询过程中，校验用户输入的参赛学校名称和赛事类别是否有效，如确保输入不为空或存在于参赛队伍数据中。
如果查询结果为空，输出相应的提示信息。
4）决赛叫号系统
1.设计决赛叫号系统：
根据赛事组织文件中的赛事类别，将参赛队伍分配到不同的决赛室。
创建一个队列数据结构来模拟决赛室中参赛队伍的顺序。
2.决赛叫号和参赛队进场：
按照指定的顺序（赛事类别），逐个决赛室进行叫号和参赛队伍进场。
输出当前叫号的参赛队伍信息，并将其从队列中移除。
等待比赛结束后，再叫号下一个参赛队伍进场。
3.模拟决赛叫号系统：
模拟整个决赛过程，包括参赛队伍的叫号和进场顺序。
可以通过时间间隔或手动操作来模拟比赛过程中的时间流逝。
4.直观展示叫号顺序和进场秩序：
在叫号时，输出当前叫号的参赛队伍信息，以展示叫号顺序。
在参赛队伍进场时，输出进场的参赛队伍信息，以展示进场秩序。
5.错误处理和边界情况：
处理可能出现的错误情况，如无效的数据、队列为空等。
提供适当的错误提示和处理机制，确保决赛叫号系统的正常运行。
5）校园导游
1.校园导游程序设计：
准备校园地图和建筑物的相关信息，包括建筑物名称、位置坐标等。
设计一个路径导航功能，使参赛者能够查询从一个建筑物到另一个建筑物的最短路径。
2.提供建筑物相关信息的查询服务：
提示用户输入要查询的建筑物名称。
根据用户输入的建筑物名称，在校园地图中查找相应的建筑物信息。
输出建筑物的相关信息，如名称、位置坐标等。
3.提供任意两个目标地的导航查询：
提示用户输入起始建筑物和目标建筑物的名称。
利用合适的算法（如最短路径算法，如Dijkstra算法）计算起始建筑物到目标建筑物的最短路径。
输出最短路径上的建筑物信息，以指导参赛者从起始建筑物到目标建筑物的导航。
4.校验和错误处理：
在查询过程中，校验用户输入的建筑物名称是否有效，如确保输入不为空或存在于校园地图数据中。
处理可能出现的错误情况，如无效的起始建筑物或目标建筑物、无法到达目标建筑物等。
提供适当的错误提示和处理机制，确保校园导游程序的正常运行。
3.概要设计
1. 参赛队伍信息管理：
Team 类：表示参赛队伍的基本信息，包含参赛队编号、参赛作品名称、参赛学校、赛事类别、参赛者和指导老师等属性。这些属性需要提供相应的构造方法和访问器方法（getter和setter）。除此之外，还可以实现其他辅助方法和逻辑。
TeamManagementSystem 类：作为参赛队伍信息的管理系统，包括一个存储参赛队伍信息的集合。提供添加、删除和修改参赛队伍信息的方法，通过操作集合实现对参赛队伍的增删改。根据具体需求，可以考虑使用其他数据结构来存储参赛队伍信息。
public class Team {
// 参赛队伍的基本信息属性
private String teamNumber;
private String projectName;
private String school;
private String category;
private String participants;
private String guideTeacher;
// 构造方法和属性的访问器方法（getter和setter）
// 其他辅助方法和逻辑
}
public class TeamManagementSystem {
private List<Team> teams; // 存储参赛队伍信息的集合
// 添加参赛队伍信息
public void addTeam(Team team) {
// 实现添加参赛队伍信息的逻辑
}
// 删除参赛队伍信息
public void deleteTeam(String teamNumber) {
// 实现删除参赛队伍信息的逻辑
}
// 修改参赛队伍信息
public void modifyTeam(String teamNumber, Team updatedTeam) {
// 实现修改参赛队伍信息的逻辑
}
// 根据参赛队编号查找参赛队伍信息
public Team findTeamByNumber(String teamNumber) {
// 实现基于二叉排序树的查找逻辑
// 返回找到的参赛队伍信息
}
}
2.参赛队伍查找：
Team 类：在问题一的基础上，添加一个静态方法 readTeamsFromFile，该方法接收一个文件名作为参数，实现从文件中读取参赛队伍信息的逻辑，并返回一个包含参赛队伍对象的集合。
TeamManagementSystem 类：在问题一的基础上，添加以下方法：
searchTeamByNumber：根据参赛队编号在参赛队伍集合中进行二叉排序树的查找操作。提示用户输入参赛队编号，若查找成功，则输出该参赛队伍的基本信息（参赛作品名称、参赛学校、赛事类别、参赛者和指导老师信息），并计算平均查找长度（ASL）。若查找失败，则输出"查找失败！"。
注意，二叉排序树的实现可以使用现有的数据结构库或手动实现。
public class Team {
// 参赛队伍的基本信息属性
// ...
// 其他辅助方法和逻辑
// 静态方法，从文件中读取参赛队伍信息
public static List<Team> readTeamsFromFile(String fileName) {
// 实现从文件中读取参赛队伍信息的逻辑
// 返回包含参赛队伍对象的集合
}
}
public class BinarySearchTree {
// 二叉排序树的实现，包括节点定义和相关操作
// ...
}
public class TeamManagementSystem {
private BinarySearchTree teamSearchTree; // 存储参赛队伍信息的二叉排序树
// 其他方法和逻辑
// 从文件中读取参赛队伍信息并构建二叉排序树
public void buildTeamSearchTree(String fileName) {
List<Team> teams = Team.readTeamsFromFile(fileName);
// 遍历参赛队伍集合，逐个插入到二叉排序树中
}
// 根据参赛队编号查找参赛队伍信息并输出
public void searchTeamByNumber(String teamNumber) {
Team team = teamSearchTree.search(teamNumber);
3.参赛团队查询：
Team 类：在问题一的基础上，可以不做改动。
TeamManagementSystem 类：在问题一的基础上，添加以下方法：
searchTeamsBySchool：根据参赛学校名称进行查询，返回该学校参赛的所有团队的基本信息，并按赛事类别有序输出。可以使用选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、堆排序等排序算法中的任意一种，根据具体需求选择排序算法，并给出选择的原因。
searchTeamsByCategory：根据赛事类别进行查询，返回该类别下所有团队的基本信息，并按赛事类别有序输出。同样，根据具体需求选择排序算法，并给出选择的原因。
public class Team {
// 参赛队伍的基本信息属性
// ...
// 其他辅助方法和逻辑
// 静态方法，从文件中读取参赛队伍信息
public static List<Team> readTeamsFromFile(String fileName) {
// 实现从文件中读取参赛队伍信息的逻辑
// 返回包含参赛队伍对象的集合
}
}
public class TeamManagementSystem {
private List<Team> teams; // 存储参赛队伍信息的集合
// 其他方法和逻辑
// 按参赛学校查询参赛团队
public List<Team> searchTeamsBySchool(String school) {
List<Team> result = new ArrayList<>();
for (Team team : teams) {
if (team.getSchool().equals(school)) {
result.add(team);
}
}
// 根据赛事类别进行排序
// 返回按赛事类别有序的参赛团队列表
return result;
}
// 按赛事类别查询参赛团队
public List<Team> searchTeamsByCategory(String category) {
List<Team> result = new ArrayList<>();
for (Team team : teams) {
if (team.getCategory().equals(category)) {
result.add(team);
}
}
// 根据赛事类别进行排序
// 返回按赛事类别有序的参赛团队列表
return result;
}
}
4.决赛叫号系统：
Team 类：在问题一的基础上，可以不做改动。
FinalsCallSystem 类：实现决赛叫号系统的逻辑。包括一个队列（如Java中的 Queue）用于存储参赛队伍，以及以下方法：
addTeamToQueue：将参赛队伍添加到队列中。
callTeam：叫号并使参赛队伍进场。从队列中取出队首的参赛队伍，输出其信息，表示该队伍进场。若队列为空，则输出相应的提示信息。
public class Team {
// 参赛队伍的基本信息属性
// ...
// 其他辅助方法和逻辑
}
public class FinalsCallSystem {
private Queue<Team> callQueue; // 存储参赛队伍的队列
// 其他方法和逻辑
// 添加参赛队伍到队列
public void addTeamToQueue(Team team) {
// 实现添加参赛队伍到队列的逻辑
}
// 叫号并参赛队伍进场
public void callTeam() {
if (!callQueue.isEmpty()) {
Team team = callQueue.poll(); // 取出队列中的参赛队伍
// 输出当前叫号的参赛队伍信息
// 参赛队伍进场
} else {
// 队列为空，无参赛队伍可叫号
}
}
}
5.校园导游：
Building 类：表示建筑物的信息，包括名称、位置等属性。需要提供构造方法和属性的访问器方法。
CampusMap 类：存储建筑物信息的集合，可以使用一个列表（如Java中的 List）来存储建筑物对象。提供以下方法：
getBuildingByName：根据建楼名称获取建筑物对象。
getShortestPath：根据起始建筑物和目标建筑物之间的最短路径。这可以使用图算法（如Dijkstra算法）来实现，具体实现方式可以参考图的表示和最短路径算法的实现。返回一个包含最短路径上的建筑物对象的列表。
ContestGuideProgram 类：作为赛事导航程序的主要逻辑部分，包含一个 CampusMap 对象用于存储校园地图信息，并提供以下方法：
queryBuildingInformation：根据建筑物名称查询建筑物的相关信息。调用 CampusMap 对象的 getBuildingByName 方法来实现。
navigate：提供两个目标地之间最短路径的导航查询。调用 CampusMap 对象的 getShortestPath 方法来实现，并返回最短路径上的建筑物对象列表。
public class Building {
private String name;
private String location;
// 其他建筑物属性
// 构造方法和属性的访问器方法（getter和setter）
}
public class CampusMap {
private List<Building> buildings; // 存储建筑物信息的集合
// 其他属性和方法
// 获取建筑物信息通过名称
public Building getBuildingByName(String name) {
for (Building building :
buildings) {
if (building.getName().equals(name)) {
return building;
}
}
return null; // 若找不到对应名称的建筑物，返回null
}
// 获取两个建筑物之间的最短路径
public List<Building> getShortestPath(String startBuilding, String endBuilding) {
// 实现获取两个建筑物之间最短路径的逻辑，可以使用图算法（如Dijkstra算法）
// 返回最短路径上的建筑物列表
}
}
public class ContestGuideProgram {
private CampusMap campusMap; // 校园地图对象
// 其他方法和逻辑
// 提供建筑物相关信息的查询服务
public Building queryBuildingInformation(String buildingName) {
return campusMap.getBuildingByName(buildingName);
}
// 提供两个目标地之间最短路径的导航查询
public List<Building> navigate(String startBuilding, String endBuilding) {
return campusMap.getShortestPath(startBuilding, endBuilding);
}
}
下面给出校园景点的无向带权图：
第（5）项内容以江苏科技大学长山校区为例，图例如下
可制作如下示意图：
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