數據結構算法庫系統的設計與實現

王鵬++張勝利

摘 要 數據結構是計算機程序設計的重要基礎，其重點就在于對數據庫結構算法的設計。數據結構算法不是經過直觀表現出來的，很多學生以及用戶對數據結構算法中所蘊含的知識很難進行把握。而建立數據結構算法庫系統，可以幫助學生以及用戶有效掌握數據結構算法知識，滿足其需求。本文針對數據結構算法庫系統的功能進行設計，堅持數據結構算法的設計原則，闡述系統滿足界面設計與核心技術的需要。

【關鍵詞】數據結構 算法原則 系統設計 算法庫

隨著社會經濟的發展，大大促進了計算機技術的進步，數據庫結構越來越受到人們的關注和重視。計算機軟件的開發、程序的設計等，都與數據結構有著很大的關聯。而數據結構比較復雜，目前普遍存在的數據結構算法系統主要以演示系統為主，無法讓學生及用戶真正體驗。數據結構算法庫系統的設計，是依據數據庫結構以及學生與用戶的需求而進行設計的，促使學生與用戶在系統上完成數據結構算法的操作。而數據結構算法庫系統是將方法局系統與數據結構相結合而形成的系統，對軟件開發者提供很大的幫助。

1 數據結構算法的設計原則

對數據結構算法庫系統的設計，首先要了解數據結構算法的設計原則，這樣才能確保計算機正常的運行處理工作。一般狀況下，對數據結構算法的設計，一定要考慮以下幾種設計原則，確保數據結構算法設計工作的有序進行。

1.1 數據結構算法保持正確

數據結構算法作為程序設計中編程的核心，只有算法正確，才能保證程序的正確運行。在進行編程時，一定要依據實際需求，選擇科學、合理的算法，算法不可產生不明確的計算結構，結果必須具有唯一性。

1.2 數據結構算法具有可讀性

在確定算法的正確性后，也要確保程序算法的可讀性。算法不僅僅保持正確性，還要通俗易懂、便于理解，這樣才能給學生、用戶帶來方便。使用者在用此算法時才不會走進誤區，才會更快速、更準確的進行程序運算，并得到預期的運算結果。

1.3 數據結構算法符合穩定性

在程序運行時，輸出的曲線質量完全取決于算法的性能，特別是程序的波動性問題，蛀牙有算法的穩定與否所決定。在程序運行中，計算機輸出曲線出現異常，且無規律可循，并與實際輸出曲線不相符，在這種情況下，可經過翻閱資料進行對比分析，查出這些問題主要受算法穩定性的影響。計算機程序運行出現不穩定，若想得到合理有效的運算結果，那么就要確保數據結構算法的穩定性。

1.4 算法設計要保證高效低耗的性能

算法設計要符合現代社會節能環保的趨勢，將其運用于數據結構算法設計中，在每一個程序設計中，不僅要減少能量消耗，還要縮減時間。而算法設計的高效低耗的性能，成為現在軟件開發設計者所努力的方向。算法性能指的就是計算及節能以及高效運行的實現，運算速度快、耗能小都數據結構算法設計需要追尋的目標。

2 數據結構算法庫的設計模塊

系統功能模塊主要分前臺與后臺兩部分，而前臺包括了系統的管理模塊、數據維護模塊、算法基本信息和代碼管理模快、算法的執行模塊、系統輔助模塊、數據字典模塊以及退出模塊等；后臺主要包括了運行環境數據包管理模塊、用戶信息管理模塊、算法基本細信息管理模塊、數據字典表管理模塊以及算法代碼文件管護理模塊等。

2.1 系統管理模塊

系統管理模塊主要是為用戶提供友好界面，其包含了用戶基本信息管理子模塊、密碼設定子模塊、設定權限子模塊以及日志管理子模塊等。系統管理模塊主要對用戶的基本信息進行增減、儲存以及查找，修改密碼，設置用戶的權限以及管理日志等方面的功能。

2.2 數據維護模塊

數據維護管理模塊主要是對數據進行初始化，將數據窗口中的數據復制到數據庫中形成備用文件，也可以將后臺數據進行恢復等，數據維護管理模塊由系統管理員來完成。

2.3 算法基本信息管理模塊

算法基本信息管理模塊主要是對基本算法信息進行植入、刪減、變更以及查詢等，對算法的信息進行刪減時，也會刪去后臺代碼文件。

2.4 算法代碼管理模塊

算法代碼管理模塊主要增加新的代碼、刪去數據窗中的代碼與相關文件、對現有代碼進行修改、儲存算法代碼以及選中數據窗中的代碼算法，將算法代碼文件傳輸至前臺數據庫，將算法代碼數據中內容刪掉，也可以打印出數據創中的算法代碼。

2.5 算法的執行模塊

算法的執行模塊主要是在TC以及VC++的環境下進行算法操作的，若是在其他環境中運行，只需要將新數據包添加至此環境下，并將代碼進行修改就可以了。

2.6 窗口管理模塊

窗口管理模塊主要是排列數據窗口，用戶一般打開多個窗口，在此模塊下，用戶可選擇平鋪、豎向排列以及橫向排列等多種選擇。

2.7 系統輔助模塊

系統輔助模塊主要為用戶提供具體的操作功能、系統使用說明，盡可能版主用戶找到自己所需的模塊。

2.8 數據字典模塊

數據字典模塊主要包含了算法的名稱、算法的類型以及用戶權限設置等數據列表所構成。數據字典模塊的主要功能就是滿足于用戶的各種各樣的使用需求。

2.9 退出模塊

用戶在系統中點擊退出就可以退出系統。

前臺中所包含的功能模塊主要是通過結構化查詢語言2008系統作為后臺的數據庫，采用power builder編程語言實現對數據結構算法庫系統的開發。

3 數據結構算法庫的實現

在對數據結構算法庫系統的設計中，以結構化查詢語言為數據庫，若實現數據結構算法庫，就要了解系統的界面設計以及核心技術。

3.1 界面設計的實現

系統的界面設計主要包含了系統的主界面、基本信息管理與查詢界面、插入算法、修改算法、運行算法以及系統副主界面等幾個方面。endprint

3.1.1 系統主界面

系統的主界面是由多個文檔窗口構成，主菜單、工具欄以及子菜單等，經過移動鼠標可以顯現出來，方便用戶的使用。其中主菜單為導航界面，包含了用戶所需的內容供其選擇；主界面中的詳細菜單，幫助用戶可以更詳細的幫助用戶找出所需的算法，也方便與用戶返回主界面進行窗口間的切換，在主界面中用戶可隨時退出或返回。

3.1.2 基本信息管理與查詢界面

這兩個界面主要完成對用戶基本信息的管理與查詢。管理界面主要是對基本算法信息進行瀏覽。刪減、變更、查找等方面的操作，也可以將瀏覽記錄顯示出來，從而定位總的瀏覽記錄；查詢界面主要是對數據結構算法庫系統中，根據算法的名字、類型、作者以及文件夾名稱等進行整體的查詢，在查詢過程中可將查詢的信息記錄下來，也可以打印出查詢的信息。

3.1.3 插入算法

其主要是對算法基本信息以及算法代碼進行修正，算法代碼和插入算法的修正是一樣的。對算法基本信息進行修正，保證對系統中各種算法信息進行修正以及查詢算法的基本信息。

3.1.4 運行算法

運行算法界面主要是進行算法編寫、運行和連接。在不同的環境中和相應的程序模塊進行關聯，首次算法執行進行編寫，會形成默認，連接就可以實現算法運行。

3.1.5 系統輔助界面

此界面主要是方便用戶對系統設置進行了解。

3.1.6 退出系統

此退出界面以對話框的形式出現，只需要點擊窗口的叉號，就會出現確定退出系統的對話框。

3.2 核心技術

系統的核心技術主要有三種，即文件導入技術、數據備份和恢復以及數據庫連接技術。

3.2.1 文件導入技術

在選中文件后，將文件中的內容導入至數據庫中，而此時的前臺數據窗口可以將導入的文件進行顯示，這就是文件導入技術。

3.2.2 數據備份與恢復

在數據庫環境下，經過對數據庫本身的指令來完成數據備份。而數據備份完成后會出現完成的對話框，點擊確定就可實現；數據恢復指令下達后，經過運行的代碼來執行數據恢復指令，從而實現對數據備份與恢復。

3.2.3 數據庫的連接技術

開放數據庫連接訪問數據庫所用到的標準接口方式、專用接口與數據庫連接是由計算機的儲存實現。數據庫開放是連接的流程主要是對數據源的定義、配置文件的定義以及數據庫連接等。

4 總結

數據結構算法庫系統的設計主要是依據數據結構來完成的，了解數據結構算法的設計原則，注重算法代碼與算法信息管理的探究，可以克服系統設計中存在的困難。數據結構算法庫系統的設計要了解系統的功能模塊，對前臺與后臺所包含的功能模塊設計進行具體分析，通過界面設計與核心技術來實現數據結構算法庫系統，最終實現數據結構算法庫系統的設計與實現。

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作者簡介

王鵬（1996-），男，山西省晉中市人。大學本科學歷。

張勝利（1995-），男，山西省陽泉市人。學本科學歷。

作者單位

山西農業大學信息學院 山西省晉中市 030801endprint