纸牌游戏设计报告

题目：（纸牌游戏）编号为 1~52张牌，正面向上，从第二张开始，以2为基数，是2

的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；然后从第三张牌开始，以3为基数，是3的倍数的牌

翻一次，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？

一、问题分析及任务定义

1、此程序需要完成如下要求：有已编号的1?52张牌且正面朝上，从第二张牌开始，以

2为基数，是2的倍数的牌翻一次，直到最后一张牌；直到以52为基数的牌翻过，要求最后输出所有正面向上的牌的编号。

2、任务定义：实现本程序需要解决以下几个问题：

①如何存储52张牌，所选择的存储结构要便于实现题给要求的操作。

②如何设计翻牌程序。

③一张牌可能一次未翻，也可能翻多次，在经过所有的翻牌以后，如何知道每一张

牌是否为正面向上。

④输出所有正面向上的牌的编号。

本问题的关键在于选择合适的数据结构存储52张牌，难点在于在所选的数据结构下实现题给要求的翻牌操作。另一个难点在于所有的牌都进行了翻牌操作后，如何知道每一张牌是否为正面向上。

首先我们可以从实际生活中的操作来探讨第二个难点的解决思路。编号为1的牌没有进行翻牌，即翻牌的次数为0，仍然为正面朝上；编号为 2的牌在整个过程中

只翻了一次，为反面朝上；编号为 3的牌在整个过程中只翻了一次，为反面朝上；编号为4的牌在整个过程中翻了两次，为正面朝上；编号为 5的牌在整个过程中翻了一次，为反面朝上；编号为6的牌在整个过程中翻了三次（由于 6是2、3、6的

倍数），为反面朝上；以此类推直至编号为52的牌，从上述过程可以总结出这样的

规律：从编号为1的第一张牌到编号为 52的最后一张牌，只要它翻过的次数为偶数则是正面朝

上，反之则为反面朝上。因此我们可以依据每张牌翻过的次数来确定它最终是否为正面向上，从而输出实验所需要的结果：所有正面向上的牌的编号。

3、原始数据的输入、输出格式：由于本程序简单明了，不需要有任何的数据输入，只须用户选择执行或不

执行此程序，若执行此程序，在程序运行后便可直接在运行结果窗口中

看到所有正面朝上的牌的编号，这些编号数据均为整型；若不执行该程序则选择退出。

二、数据结构的选择和概要设计

1、数据结构的选择

因为编号为1?52的52张牌没有要求在物理位置上相邻接，且在翻牌操作时要对编号

依次进行判断，很容易想到用指针来进行操作。为方便起见，我选用单链表这种数据结构来对52张牌进行链接存储。单链表是有限个具有相同类型的数据元素组成的链表，且该链表中的每一个结点只有一个指针域。根据第一部分的问题分析可知该单链表中每个结点应包括三个部分：存储该结点所对应的牌的编号信息data域、记录该结点所对应的牌的翻牌

次数count域、存储其直接后继的存储位置的next域（指针域），其结点结构图如下（其中

data、count为整型，next为指针类型）：

故可创建以单链表为存储结构的结构体，如下:

type struct node

{ int data ; 〃牌的编号

int cou nt ; //记录翻牌的次数

struct n ode *next ; //指向下一个结点的指针

} LinkList ; 〃该单链表为 LinkList类型

2、概要设计

定义了单链表中结点的数据类型后，接下来就要创建单链表。我选用的是尾插法创建带有头结点的单链表，运用malloc函数申请内存空间。然后设计翻牌程序，利用

j%i=o 的思想，并记录每张牌翻过的次数。再编写输出结果程序，思想是：若翻牌的次数为偶数时则

为正面朝上，输出该牌的编号。最后编写主函数，主函数中调用子函数，并输出一些提示信息。为了实现程序所需的功能，程序中用到三个子函数和一个主函数：

子函数1:创建带有头结点的链表的函数Lin kList *creat (i nt k)

子函数 2 :翻牌函数 LinkList *overcard (LinkList *head)

子函数3:输出结果函数 void result ( LinkList *head)

主函数：void ma in ()

各函数模块间的调用关系如下：

3、流程图

图1主函数流程图

图2 翻牌程序流程图

三、详细设计和编码

1、定义单链表结点类型：

type struct node

{ int data ; II牌的编号

int count ; II记录翻牌的次数 struct n ode *n ext ; II指向下一个结点

的指针

} LinkList ； II该单链表为 LinkList类型

2、子函数1:尾插法创建带有头结点的单链表Lin kList *creat (i nt

说明：形参k表示单链表中结点的个数

建立的过程大致如下：一开始定义Lin kList类型的三个指针变量

LinkList *head， *p， *q ；

k)

*head、 *p、 *q

定义并初始化记录结点个数的变量i: int i=0 ；

首先申请头结点空间： head=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList)); 指针 p 指向头结点 head：p=head;

然后利用指针 q 再申请结点空间： q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList)); 将结点链接成链表的核心操作如下：

while(idata=i+1; // 给每个结点的 data 赋值 q->count=0; // 给每个结点的 count 赋值p->next=q; //q 链接到 p 之后 p=q; //将 q 作为新的 p

q=q->next; //q 指针后移 q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));

i++;} p->next=NULL; // 将最后一个结点的 next 域赋为空 return(head);

}

3、子函数 2：翻牌函数 LinkList *overcard(LinkList *head,int k) 说明 ;形参分别指头指针、结点

个数

{ 定义一个 LinkList 类型指针 p： LinkList *p 因为翻牌时从基数 2开始，可以使用 for 循环：for(int i=2;i<=k;i++)

{p=head->next; //p 指向首元素结点 while(p!=NULL)

{if((p->data)%i==0) // 若牌的编号能被基数 i 整除，则使 p->count++ p->count++;

p=p->next;} //p 指针后移

}

return(head);

}

4、子函数 3：输出正面朝上的牌的编号函数void result(LinkList *head)

{ 定义一个 LinkList 类型指针 q： LinkList *q;

q=head->next; //q 指向首元素结点 printf(" 正面向上的牌编号为： "); while(q!=NULL)

{if((q->count)%2==0) // 若翻页的次数为偶数则正面朝上，输出 printf("%4d",q->data);

q=q->next;}

printf("\n")

;}

}

4、主函数： void main( )

{char ch;

int k=52; // 共有 52 张牌

LinkList *head,*p;

printf(" 执行此程序( Y )，不执行此程序( Q) \n"); scanf("%c",&ch);

while(1)

{if(ch=='Y')

{head=creat(k);

p=overcard(head,k);

result(p);}

else if(ch==Q)

{printf("退出程序！ \n”);break;}

scan f("%c", &ch);}

}

四、上机调试

1、调试的时候遇到了几个问题：

本次题目在初次编写完成后出了一些语法和拼写上的小错误，导致运行结果不正确。例如翻

牌子程序中的用到了for循环：for(int i=2 ； i

图4.

经验证，编号第52的牌应为反面朝上，因此上述运行结果并不正确。于是我开始一句句研究代码，发现是循环条件出错了，应该为for(int i=2 ； i<=k ； i++)。出现这个错误是自己很

大意，仿造上面的创建链表时的循环条件没有添加等于号而出错了。这也警示我在编写代码

时要边写边思考，防止出现大的错误。

2、时间、空间性能分析：本算法的空间复杂度很低，只需要一个含有52个结点的单链表来存储已编号的 52张牌，因此空间复杂度为 0(n)。但是该算法的时间复杂度有点高，每个子函数中都用到了循环语句，尤其是在翻牌子程序中用到了双重循环，其时间复杂度为

O(n2)。

3、算法设计、调试的经验和体会：刚开始拿到这个问题时，感觉无从下手，加之对题

目意思理解不正确，自己对如何设计算法没有一点头绪。后来在网上搜寻，找到了类似的题

目，但它是主要是用类编写的程序，跟我们数据结构这门课程设计的要求不太相符。但我从中理解了题目的意思，也找到了解决问题的思路，最重要的是启发了我运用本课程中所学的

去解决该问题：用单链表去存储，既不耗费空间又方便操作。在确定了存储结构后，我感觉

问题都迎刃而解，自己也信心倍增。在了解翻牌及结果如何表示的思想后，我画出了各程序

流程图，很快编写了翻牌程序和输出结果的子程序。尽管刚开始时有一些语法和逻辑上的错

误，但我仍然很高兴，因为这些可以经过不断调试去解决。和同学讨论后改正了所有错误，最终程序得以运行输出正确结果。

做完本次实验我最大的体会是：设计一个程序需要按一个完整的步骤来进行。首先必须

弄懂程序要解决的是什么问题。在弄懂之后大脑中就要开始构思要用是什么方法来解决问题，在此期间需要“不择手段”，就是可以问同学、老师或者查阅相关资料通过网络等等，动用一切渠道把握别人的精髓来解决问题。完成后就要把方法赋之于行动，主要是画出流程

图和结构图，依照图设计出解决问题的各种算法随后编写出程序。最后完成调试和纠错。这

方，都觉得挺高兴的，只有经过这个过程才会提高自己的发现问题、分析问题、解决问题的能力，使得思维更加严谨。虽然这次课程设计不是很难，不是做一个比较大的系统，代码不

算多，但是我认为要成功地完成一个程序，包括完整的实验报告都要投入必要的时间和精力，

认真对待，这样我们可以收获不少东西。

通过这次课程设计，我深知自己学习的知识还远远不够。这是一种全面综合训练，是与

课堂听讲，自学和练习相辅相成的，必不可少的一个教学环节。这次的课程设计为以后的学习打下了坚实的基础。感谢老师给予我们这次机会，我会继续努力，在学习的这条路上不断攀登！

在这次程序设计中，遇到了许多的问题，深知自己学习的知识还远远不够。这是一种全面综合训练，是与课堂听讲，自学和练习相辅相成的，必不可少的一个教学环节。学习和掌握此门功课，掌握了面向对象程序设计方法，并能边学简单的程序。在此基础上，通过课程设计的综合训练，培养了我们实际分析问题，编程和动手能力，更系统掌握该门课程的主要内容。这次的课程设计为以后的学习打下了坚实的基础。感谢

老师给予我们这次机会，我会继续努力，在学习的这条路上不断攀登！五、测试结果及分析

程序一开始运行如下:

图5.

用户选择执行此程序时得到如下:

图6.

用户选择不执行此程序时得到如下:

图

用户可以继续进行想要的选择如下:

图8

六、用户使用说明

进入主界面后，用户可以根据窗口提示得到想要的结果。即输入Y则运行该程序，得到所有正面朝上的牌的编号，输入Q则不运行该程序，退出运行窗口。

七、参考文献

[1]、王昆仑。《数据结构与算法》。北京：中国铁道出版社。 200 7

[2]、谭浩强。《C程序设计》（第三版）。北京：清华大学出版社。 2005

[3]、谭浩强。《C程序设计指导》。北京：清华大学出版社。2005

八、附录：带有注释的源程序

#in clude

#in clude typedef struct node

{int data; II牌的编号

int count; II记录翻牌的次数

struct node *n ext; II指向下一个结点的指针

}Lin kList;

LinkList *creat(int k) II 创建链表函数

{Li nkList *head,*p,*q;

int i=0;

head=(L in kList *)malloc(sizeof(Li nkList));// 申请头结点空间

p=head; II指针p指向头结点

q=(LinkList *)malloc(sizeof(LinkList)); // 申请结点空间 while(i

{q->data=i+1; // 给每个结点的 data 赋值 q->count=0; // 给每个结点的 count 赋值 p->next=q; //q 链接到 p 之后 p=q; // 将 q 作为新的 p q=q->next; //q 指针后移 q=(LinkList

*)malloc(sizeof(LinkList)); i++;}

p->next=NULL; // 将最后一个结点的 next 域赋为空 return(head);

}

LinkList *overcard(LinkList *head,int k) // 翻牌函数

{LinkList *p;

for(int i=2;i<=k;i++)

{p=head->next; //p 指向首元素结点 while(p!=NULL)

{if((p->data)%i==0) // 若牌的编号能被基数 i 整除，则使 p->count++ p->count++;

p=p->next;} //p 指针后移

}

return(head);

}

void result(LinkList *head) // 输出结果函数

{LinkList *q; q=head->next; //q 指向首元素结点 printf(" 正面向上的牌编号为： ");

while(q!=NULL)

{if((q->count)%2==0) // 若翻过的次数为偶数则正面朝上，输出 printf("%4d",q->data);

q=q->next;} printf("\n");

}

void main()

{char ch;

int k=52; // 共有 52 张牌

LinkList *head,*p;

printf(" 执行此程序( Y )，不执行此程序( Q) \n"); scanf("%c",&ch);

while(1) {if(ch=='Y')

{head=creat(k); p=overcard(head,k); result(p);}

else if(ch=='Q')

{printf(" 退出程序！

\n");break;}

scanf("%c",&ch);}

}