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天然气经过管道网络从其生产基地输送到消耗地，在传输过程中，其性能的某一个或几个方面可能会有所衰减（例如气压）。为了保证信号衰减不超过容忍值，应在网络中的合适位置放置放大器以增加信号（例如电压）使其与源端相同。设计算法确定把信号放大器放在何处，能使所用的放大器数目最少并且保证信号衰减不超过给定的容忍值。
【基本要求】
(1) 建立模型，设计数据结构；
(2) 设计算法完成放大器的放置；
(3) 分析算法的时间复杂度。
【设计思想】
为了简化问题，假设分布网络是二叉树结构，源端是树的根结点，信号从一个结点流向其孩子结点，树中的每一结点（除了根）表示一个可以用来放置放大器的位置。图5是一个网络示意图，边上标出的是从父结点到子结点的信号衰减量。
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************详情请看附件********************
程序代码：#include <iostream>
using namespace std;
struct node //定义树的元素
{
struct node *lchild;
struct node *rchild;
char data ;
int weight;
int D; //当前衰减量最大值
};
typedef struct node * BTREE ;
typedef enum{L, R} tagtype;
typedef struct
{
BTREE ptr;
tagtype tag;
}stacknode;
typedef struct
{
stacknode Elem[100];
int top;
} Stack;
stacknode Pop( Stack &S )
{
stacknode c;
c=S.Elem[ S.top ];
S.top = S.top - 1 ;
return c;
}
void Push ( stacknode x, Stack &S )
{
S.top = S.top + 1 ;
S.Elem[ S.top ] = x ;
}
typedef struct
{
char data, parent, tag ;
int weight;
} Bnode;
typedef struct //队列
{
BTREE ele[100];
int front,rear;
}Squeue;
void Makenull ( Squeue &Q)
{
Q.front = 0;
Q.rear =99;
}
BTREE CreatBT( ) //按逻辑结构建立二叉树，依次输入结点、父结点、标号、权值
{
cout<<"请按逻辑结构输入二叉树"<<endl;
Bnode p;
Squeue q;
BTREE root, s;
root=new node;
root=NULL;
Makenull(q);
cin>>p.data>>p.parent>>p.tag>>p.weight;
while (p.data!='0')
{
s=new node;
s->data=p.data;
s->weight=p.weight;
s->lchild=s->rchild=NULL;
q.rear=(q.rear+1)%100;
q.ele[q.rear]=s;
if (p.parent=='0')
root=s;
else
{
while (q.rear+1%100!=q.front&&q.ele[q.front]->data!=p.parent)
q.front=(q.front+1)%100;
if (q.ele [q.front]->data==p.parent)
{
if (p.tag=='L')
q.ele[q.front]->lchild=s;
else
q.ele[q.front]->rchild=s;
}
}
cin>>p.data>>p.parent>>p.tag>>p.weight;
}
return root;
}
void Amplifier(BTREE sb,int tol) //设置信号放大器函数
{
BTREE t;
Stack s;
stacknode x;
s.top=0;
t=sb;
do
{
while (t!=NULL)
{
x.ptr = t;
x.tag = L;
Push(x,s);
t=t->lchild;
}
while (s.top!=0&& s.Elem[s.top].tag==R)
{
x = Pop(s);
t = x.ptr;
if (t->lchild==NULL&&t->rchild==NULL)
{
t->D=0; //初始化
}
else if (t->lchild==NULL&&t->rchild!=NULL)
{
t->D=t->rchild->D+t->rchild->weight; //只有右子树时当前最大衰减量
if (t->D>tol) //大于容忍值则设置放大器
{
cout<<"应该放置放大器的结点为：";
cout<<t->rchild->data<<endl;
t->D=t->rchild->weight;
}
}
else if (t->lchild!=NULL&&t->rchild==NULL) //只有左子树时当前最大衰减量
{
t->D=t->lchild->D+t->lchild->weight;
if (t->D>tol) //大于容忍值则放置放大器
{
cout<<"应该放置放大器的结点为：";
cout<<t->lchild->data<<endl;
t->D=t->lchild->weight;
}
}
else if ((t->lchild->D+t->lchild->weight)>(t->rchild->D+t->rchild->weight)) //左子树衰减量大于右子树
{
t->D=t->lchild->D+t->lchild->weight; //更新最大衰减量
if (t->D>tol)
{
cout<<"应该放置放大器的结点为："; //放置放大器
cout<<t->lchild->data<<endl;
if ((t->rchild->D+t->rchild->weight)>(t->lchild->weight)) //进一步比较
{
t->D=t->rchild->D+t->rchild->weight; //更新
if (t->D>tol)
{
cout<<"应该放置放大器的结点为：";
cout<<t->rchild->data<<endl;
if ((t->rchild->weight)>(t->lchild->weight)) //进一步比较
t->D=t->rchild->weight;
else
t->D=t->lchild->weight; //更新
}
}
else
t->D=t->lchild->weight; //更新
}
}
else if ((t->rchild->D+t->rchild->weight)>=(t->lchild->D+t->lchild->weight)) //右子树衰减量大于左子树
{
t->D=t->rchild->D+t->rchild->weight;
if (t->D>tol)
{
cout<<"应该放置放大器的结点为："; //大于容忍值放置放大器
cout<<t->rchild->data<<endl;
if ((t->lchild->D+t->lchild->weight)>(t->rchild->weight)) //进一步比较
{
t->D=t->lchild->D+t->lchild->weight; //更新
if (t->D>tol)
{
cout<<"应该放置放大器的结点为：";
cout<<t->lchild->data<<endl;
if ((t->rchild->weight)>(t->lchild->weight)) //进一步比较
t->D=t->rchild->weight;
else
t->D=t->lchild->weight;
}
}
else
t->D=t->rchild->weight;
}
}
}
if (s.top!=0)
{
s.Elem[s.top].tag =R;
t=s.Elem[s.top].ptr->rchild;
}
}
while (s.top!=0);
}
int main() //主函数
{
printf("声明：1、输入二叉树信息时请按 当前结点、该结点父结点、左右标号、与父结点权值的顺序输入，均使用大写。\n");
printf(" 2、对于根结点请输入 结点、0、0、0\n");
printf(" 3、输入结束时请输入0、0、0、0\n\n");
BTREE bt;
int tolerance;
bt=CreatBT();
cout<<"请输入容忍值："<<endl; //设置容忍值
cin>>tolerance;
Amplifier(bt,tolerance); //设置放大器函数
return 0;
}
[ 本帖最后由 longyushen 于 2012-1-1 18:24 编辑 ]
