数据结构算法库系统的设计与实现

王鹏++张胜利

摘 要 数据结构是计算机程序设计的重要基础，其重点就在于对数据库结构算法的设计。数据结构算法不是经过直观表现出来的，很多学生以及用户对数据结构算法中所蕴含的知识很难进行把握。而建立数据结构算法库系统，可以帮助学生以及用户有效掌握数据结构算法知识，满足其需求。本文针对数据结构算法库系统的功能进行设计，坚持数据结构算法的设计原则，阐述系统满足界面设计与核心技术的需要。

【关键词】数据结构 算法原则 系统设计 算法库

随着社会经济的发展，大大促进了计算机技术的进步，数据库结构越来越受到人们的关注和重视。计算机软件的开发、程序的设计等，都与数据结构有着很大的关联。而数据结构比较复杂，目前普遍存在的数据结构算法系统主要以演示系统为主，无法让学生及用户真正体验。数据结构算法库系统的设计，是依据数据库结构以及学生与用户的需求而进行设计的，促使学生与用户在系统上完成数据结构算法的操作。而数据结构算法库系统是将方法局系统与数据结构相结合而形成的系统，对软件开发者提供很大的帮助。

1 数据结构算法的设计原则

对数据结构算法库系统的设计，首先要了解数据结构算法的设计原则，这样才能确保计算机正常的运行处理工作。一般状况下，对数据结构算法的设计，一定要考虑以下几种设计原则，确保数据结构算法设计工作的有序进行。

1.1 数据结构算法保持正确

数据结构算法作为程序设计中编程的核心，只有算法正确，才能保证程序的正确运行。在进行编程时，一定要依据实际需求，选择科学、合理的算法，算法不可产生不明确的计算结构，结果必须具有唯一性。

1.2 数据结构算法具有可读性

在确定算法的正确性后，也要确保程序算法的可读性。算法不仅仅保持正确性，还要通俗易懂、便于理解，这样才能给学生、用户带来方便。使用者在用此算法时才不会走进误区，才会更快速、更准确的进行程序运算，并得到预期的运算结果。

1.3 数据结构算法符合稳定性

在程序运行时，输出的曲线质量完全取决于算法的性能，特别是程序的波动性问题，蛀牙有算法的稳定与否所决定。在程序运行中，计算机输出曲线出现异常，且无规律可循，并与实际输出曲线不相符，在这种情况下，可经过翻阅资料进行对比分析，查出这些问题主要受算法稳定性的影响。计算机程序运行出现不稳定，若想得到合理有效的运算结果，那么就要确保数据结构算法的稳定性。

1.4 算法设计要保证高效低耗的性能

算法设计要符合现代社会节能环保的趋势，将其运用于数据结构算法设计中，在每一个程序设计中，不仅要减少能量消耗，还要缩减时间。而算法设计的高效低耗的性能，成为现在软件开发设计者所努力的方向。算法性能指的就是计算及节能以及高效运行的实现，运算速度快、耗能小都数据结构算法设计需要追寻的目标。

2 数据结构算法库的设计模块

系统功能模块主要分前台与后台两部分，而前台包括了系统的管理模块、数据维护模块、算法基本信息和代码管理模快、算法的执行模块、系统辅助模块、数据字典模块以及退出模块等；后台主要包括了运行环境数据包管理模块、用户信息管理模块、算法基本细信息管理模块、数据字典表管理模块以及算法代码文件管护理模块等。

2.1 系统管理模块

系统管理模块主要是为用户提供友好界面，其包含了用户基本信息管理子模块、密码设定子模块、设定权限子模块以及日志管理子模块等。系统管理模块主要对用户的基本信息进行增减、储存以及查找，修改密码，设置用户的权限以及管理日志等方面的功能。

2.2 数据维护模块

数据维护管理模块主要是对数据进行初始化，将数据窗口中的数据复制到数据库中形成备用文件，也可以将后台数据进行恢复等，数据维护管理模块由系统管理员来完成。

2.3 算法基本信息管理模塊

算法基本信息管理模块主要是对基本算法信息进行植入、删减、变更以及查询等，对算法的信息进行删减时，也会删去后台代码文件。

2.4 算法代码管理模块

算法代码管理模块主要增加新的代码、删去数据窗中的代码与相关文件、对现有代码进行修改、储存算法代码以及选中数据窗中的代码算法，将算法代码文件传输至前台数据库，将算法代码数据中内容删掉，也可以打印出数据创中的算法代码。

2.5 算法的执行模块

算法的执行模块主要是在TC以及VC++的环境下进行算法操作的，若是在其他环境中运行，只需要将新数据包添加至此环境下，并将代码进行修改就可以了。

2.6 窗口管理模块

窗口管理模块主要是排列数据窗口，用户一般打开多个窗口，在此模块下，用户可选择平铺、竖向排列以及横向排列等多种选择。

2.7 系统辅助模块

系统辅助模块主要为用户提供具体的操作功能、系统使用说明，尽可能版主用户找到自己所需的模块。

2.8 数据字典模块

数据字典模块主要包含了算法的名称、算法的类型以及用户权限设置等数据列表所构成。数据字典模块的主要功能就是满足于用户的各种各样的使用需求。

2.9 退出模块

用户在系统中点击退出就可以退出系统。

前台中所包含的功能模块主要是通过结构化查询语言2008系统作为后台的数据库，采用power builder编程语言实现对数据结构算法库系统的开发。

3 数据结构算法库的实现

在对数据结构算法库系统的设计中，以结构化查询语言为数据库，若实现数据结构算法库，就要了解系统的界面设计以及核心技术。

3.1 界面设计的实现

系统的界面设计主要包含了系统的主界面、基本信息管理与查询界面、插入算法、修改算法、运行算法以及系统副主界面等几个方面。endprint

3.1.1 系统主界面

系统的主界面是由多個文档窗口构成，主菜单、工具栏以及子菜单等，经过移动鼠标可以显现出来，方便用户的使用。其中主菜单为导航界面，包含了用户所需的内容供其选择；主界面中的详细菜单，帮助用户可以更详细的帮助用户找出所需的算法，也方便与用户返回主界面进行窗口间的切换，在主界面中用户可随时退出或返回。

3.1.2 基本信息管理与查询界面

这两个界面主要完成对用户基本信息的管理与查询。管理界面主要是对基本算法信息进行浏览。删减、变更、查找等方面的操作，也可以将浏览记录显示出来，从而定位总的浏览记录；查询界面主要是对数据结构算法库系统中，根据算法的名字、类型、作者以及文件夹名称等进行整体的查询，在查询过程中可将查询的信息记录下来，也可以打印出查询的信息。

3.1.3 插入算法

其主要是对算法基本信息以及算法代码进行修正，算法代码和插入算法的修正是一样的。对算法基本信息进行修正，保证对系统中各种算法信息进行修正以及查询算法的基本信息。

3.1.4 运行算法

运行算法界面主要是进行算法编写、运行和连接。在不同的环境中和相应的程序模块进行关联，首次算法执行进行编写，会形成默认，连接就可以实现算法运行。

3.1.5 系统辅助界面

此界面主要是方便用户对系统设置进行了解。

3.1.6 退出系统

此退出界面以对话框的形式出现，只需要点击窗口的叉号，就会出现确定退出系统的对话框。

3.2 核心技术

系统的核心技术主要有三种，即文件导入技术、数据备份和恢复以及数据库连接技术。

3.2.1 文件导入技术

在选中文件后，将文件中的内容导入至数据库中，而此时的前台数据窗口可以将导入的文件进行显示，这就是文件导入技术。

3.2.2 数据备份与恢复

在数据库环境下，经过对数据库本身的指令来完成数据备份。而数据备份完成后会出现完成的对话框，点击确定就可实现；数据恢复指令下达后，经过运行的代码来执行数据恢复指令，从而实现对数据备份与恢复。

3.2.3 数据库的连接技术

开放数据库连接访问数据库所用到的标准接口方式、专用接口与数据库连接是由计算机的储存实现。数据库开放是连接的流程主要是对数据源的定义、配置文件的定义以及数据库连接等。

4 总结

数据结构算法库系统的设计主要是依据数据结构来完成的，了解数据结构算法的设计原则，注重算法代码与算法信息管理的探究，可以克服系统设计中存在的困难。数据结构算法库系统的设计要了解系统的功能模块，对前台与后台所包含的功能模块设计进行具体分析，通过界面设计与核心技术来实现数据结构算法库系统，最终实现数据结构算法库系统的设计与实现。

参考文献

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[5]刘丛.针对数据结构的命令式算法可视化系统设计与开发[D].湖南大学，2015.

作者简介

王鹏（1996-），男，山西省晋中市人。大学本科学历。

张胜利（1995-），男，山西省阳泉市人。学本科学历。

作者单位

山西农业大学信息学院 山西省晋中市 030801endprint