线性与树型数据结构可视化模拟器

题目2:线性与树型数据结构可视化模拟器

[问题描述]
数据结构课程是计算机类专业的核心课程之一，是计算机科学与技术必修的专业基础课程。数据结构研究的范围和计算机软件有着密切的联系。课程涉及到大量的概念、定义以及数据结构的相关算法，具有一定的抽象性，尤其是树和图有较多的比较难理解的结构和算法。为了进一步展示算法运行过程中的动态性，题目要求利用图形可视化的方法，从数据结构的可视化和算法执行过程的可视化两个方面实现-一个可视化系统。通过绘制图形和符号来展现数据结构中数据元素以及数据元素之间的关系，通过图形的动态绘制来展现相关算法的执行过程，更明确理解所学的内容。

二叉树1.png

例如:对于二叉树，用户可以通过集合表示形式加载树(指定节点集和边集)，当加载完毕后，可以在软件界面上绘制出树的图形。对于二叉搜索树也可由单个结点通过插入形成最终的树的图形，并且支持对二叉搜索树中增加，删除结点，或者通过软件界面直接一个个节点的绘制得到树的图形。在界面中还可以运行基本的树相关算法(如: 前序，中序，后序遍历、层序遍历等)的运行过程。例如;运行先序遍历算法时，一步步(步间停顿可以设置)演示如何遍历每个节点的过程。又如:对于二叉搜索树，可以演示查找某一节点(34)的过程。

二叉树2.png

[基本要求]
1、通过软件界面，能够指定进行可视化操作的数据结构类型，类型包括但不限于: 1)单链表; 2)循环队列; 3)二叉搜索树。
2、在指定数据结构类型基础上，加载数据结构初始化数据，以指定元素(节点)集、关系集的形式初始化指定的数据结构，并在界面中绘制出相应的图形以及数据存储的可视化形式。
3、用户可以在软件交互界面中，拖动各个元素到指定的位置。
4、用户可以通过软件交互界面，修改数据结构中存储的信息，如链表中元素信息，树中节点的信息等。
5、用户可以通过软件交互界面增加或删除元素，如:链表、循环队列和二叉搜索树中元素的增加与删除。
6、针对每一种数据结构绘制的图形，实现相关的2-3个算法并执行，在交互界面中显示执行的过程与最终的结果，如单链表的插入删除节点、循环队列的插入删除、二叉搜索树的遍历等。

[实现提示]
1、各个类型的数据结构中存储的数据信息为整型即可。
2、各个元素的之间的连接根据指定的关系自动生成，并且数据元素的位置可以通过配置进行指定。如，某个图形进行初始化时，可以在指定图元素信息时同时指定该结点在软件界面的绘制位置。

[扩展要求]
1.支持绘制信息的存储与加载，并且加载后各元素位置不重新安排，并能够继续编辑和运行;
2.对树型结构支持3种以上算法的执行与演示，如二叉搜索树的节点删除等。

[检查计划]

第一次检查
1.问题需求分析，系统的基本功能设计
2.数据结构设计
3.程序结构原型

第二次检查
使用自带的数据，演示程序的功能(代码,测试数据)，包括数据结
构绘制与部分算法执行演示等。

最终检查
1.文档齐全
2.根据测试数据，运行程序;演示时适当地讲解，并且回答问题
3.扩展功能的演示