⼀、需求分析

《家谱管理系统》程序的设计⽬的，是为了解决中国传统家谱不易保存、不易修改、不易统计的缺陷。利⽤计算机程序，可以实现在计算机上存储、管理、查看家谱的相关信息。

⽬标功能：

建⽴家谱：在计算机上建⽴树状家谱结构。要求⽤户友好，便于不懂计算机的⼈使⽤，因此需要制作图形⽤户界⾯、⽀持⿏标操作，操作逻辑与市⾯常规操作系统⼀致。
管理信息：⽅便对家谱成员进⾏信息管理。其中要求实现家谱成员的信息修改、成员的插⼊与删除，信息要求包括⼀个成员的基本信息，包括：姓名、性别、出⽣⽇期、死亡⽇期、出⽣地点、身⾼等。要求⽀持⿏标操作，操作逻辑简单、与市⾯常规操作系统⼀致。
统计信息：为了满⾜对⼀整个家族的研究，系统要求⽀持对家谱中所有成员信息进⾏统计，包括对医学研究有价值的信息，如：年龄、身⾼等。要求实现⿏标操作，操作逻辑简单、与市⾯常规操作系统⼀致。
存储信息：家谱管理要求实现信息存储，⽅便信息的重复查看、使⽤。要求包括的功能有：打开程序⾃动进⾏信息的初始化，将计算机内存储的数据⾃动初始化为家谱数据；完成信息的修改后可以实现保存，将家谱信息保存⾄计算机。

⼆、项⽬设计

1.总体设计：

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项⽬的头⽂件、源⽂件及ui⽂件

在家谱管理系统项⽬中，我们创建了四个ui界⾯、六个头⽂件及七个源⽂件。

其中四个ui界⾯分别⽤于录⼊信息、主窗体的显示、统计值信息的显示、依据输⼊姓名搜索⽬标信息。

头⽂件中：

mainwindow.h 中声明 MainWindow类，包括将Item的相关信息输出到MainWindow.ui中相应标签中、点击搜索/统计按钮，弹出相应窗⼝、进⾏搜索等；相关函数与信号和槽的连接在 mainwindow.cpp 中实现；

information.h 中声明 Information类，包括录⼊的相关信息，信息的返回等；相关函数在 information.cpp 中实现；

mytreewidget.h 中声明了 MyT reeWidget类，包括：点击按钮显示结点的信息、新建结点、删除结点、对结点进⾏信息的修改、重命名结点等功能函数的声明；相关函数与信号和槽的连接在 mytreewidget.cpp 中实现；

mytreewidgetitem.h 中声明了 MyT reeWidget Item类，包括修改结点信息的函数声明；相关函数在 mytreewidgetitem.cpp 中实现；

result.h 中声明了 Result类，其中有全部结点的信息的统计值，如总结点数、平均年龄、平均身⾼，并声明了输出统计值的函数；相关函数与信号和槽的连接在 result.cpp、mytreewidget.cpp 中实现；

search.h 中声明了 Search类，包括依据输⼊的姓名进⾏搜索的函数声明，和搜索结点信息输出函数的声明；相关函数与信号和槽的连接在 search.cpp 、mytreewidget.cpp 中实现。

main.cpp 中的main函数作为程序的起点，运⾏程序。

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项⽬设计的类图

2.算法设计与分析：

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查找算法的流程图

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查找算法的代码部分

根据⼈名进⾏查找时，我们点击主窗⼝的查找按钮，在输⼊⼀个⼈名后，点击查找的按钮，进⾏查找。

查找的原理是利⽤for循环依次访问根结点，取结点的⼈名信息，与输⼊的⼈名进⾏⽐对，如果相等，则找到了⽬标结点，返回此结点。

如果在根结点中没找到，就依次遍历根结点的⼦结点，先获得当前结点的⼦结点个数，⽤for循环访问各个⼦代，如果找到了⽬标结点，返回此结点，否则就对此函数进⾏递归调⽤，这样可以在找到⽬标结点前⼀直遍历，当遍历所有结点完我们仍没有找到⽬标结点，则说明树中没有此⼈。

如果找到此⼈，会输出他的⽗亲和孩⼦，同时输出他的个⼈信息；未找到此⼈，输出“未找到此⼈”。

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统计算法的流程图

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统计算法的代码部分

根据树的数据统计时，我们点击主窗⼝中的统计按钮，在统计界⾯中，点击统计数据的按钮，进⾏数据的统计与输出，统计的数据有家谱中总⼈数、平均年龄、平均身⾼。

数据统计的原理是⽤for循环依次访问树中的结点，⾸先遍历每个根结点，每访问⼀个结点，对num进⾏加1、对sum_age进⾏累加、对sum_height进⾏累加。

依次遍历⼦结点，先获得当前结点的⼦结点个数，⽤for循环访问各个⼦代，对各个数据进⾏累加，再对⼦结点递归调⽤此函数，这样可以遍历所有除根结点之外的结点数据，和最初对根结点的数据⼀起组成了累计的数据。

再对数据进⾏处理，求均值，输出到相应的ui的label上。

⽤到的数据结构：

项⽬中⽤到了树形结构，⼀个结点可以和多个结点相连，Qt中的QT reeWidget运⽤的就是树形结构对数据进⾏存储，我们在项⽬中对树中结点进⾏遍历，⽤到的是深度优先的遍历⽅式，其形式是递归。

利⽤树形结构，能把家谱中⽗⼦关系表达得很清晰，利⽤深度优先的遍历⽅式使遍历有逻辑地进⾏，使结点能按顺序地进⾏搜索。

三、测试报告

3.1合法数据测试

3.1.1合法祖先结点的建⽴：

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3.1.2合法⼦代结点的建⽴：

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3.1.3合法结点数据查询：

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3.1.4合法数据统计：

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3.2⾮法数据测试

3.2.1⾮法信息修改（性别、年龄、身⾼）：

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3.2.2⽆效成员查询

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3.3功能展示

3.3.1祖先结点创建与删除

在空⽩区域单击⿏标右键，弹出选项

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3.3.2⼦代结点创建与删除

选中结点单击⿏标右键，弹出选项

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3.3.4成员信息查询

点击右下⽅”查询“按钮

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3.3.5家谱成员数据统计

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四、设计过程中遇到的问题及解决⽅法

问题⼀：图形⽤户界⾯的制作。

解决⽅法：我们⼩组之前并没有图形⽤户界⾯的开发经验，在接到这个⼤作业后，我们先是在⽹络上查找了有关图形⽤户界⾯的制作⼯具，了解到Qt功能强⼤、跨平台性能好的特点后，我们即选⽤了Qt作为我们的开发⼯具。并且在本学期通过⽹络课程+⽹络⽂档+图书的⽅式，初步学习了Qt开发的基本过程和主要功能，并在此基础上使⽤Qt完成了本次⼤作业。

问题⼆：Qt中树对象内部每个结点信息的存储。

解决⽅法：在创建每个成员信息作为结点时，发现把成员信息存储到Qt原有的-- QT reeWidget Item类中较为复杂，因此必须继承该类，派⽣⼀个包含成员信息的新的类-- MyT reeWidget Item。但是在派⽣过程中，由于对C++继承与派⽣机制掌握的不扎实，⾃⼰没有注意到很多之前使⽤的QT reeWidget对象中对QT reeWidget Item的函数将不再适⽤于⾃⼰派⽣的对象。后来在⽹络上查询后了解到，编译器在编译时，会建⽴⼀个类的索引表，根据指针类型来确定指针指向对象成员的偏移量，所以对⽗类对象使⽤派⽣类对象指针不⽤进⾏类型转换，但是对派⽣类对象使⽤⽗类对象指针必须进⾏强制类型转换。

问题三：Qt树组件中遍历、查找的算法设计。

解决⽅法：Qt中树结构是封装成类的，⽆法直接通过指针获得⽗类或者⼦类结点，通过查询Qt的官⽅⽂档，找到了QT reeWidget和QT reeWidget Item封装好的函数parent( )和child( )来返回⽗⼦结点的指针，以及childcount( )返回孩⼦结点个数。有了这些函数，就可以通过递归⼦树来实现遍历、查找功能。

五、尚未解决的问题及考虑应对的策略

本程序在设计计算机存储功能时遇到了困难。⽬标是⽤户在点击保存功能按钮时，将每个成员的信息输出⾄⽬标计算机硬盘⽬录上的⽂本⽂档中；⽽⽤户在重新打开此程序时，程序会

计算机存储功能⾃动读取⽬标计算机硬盘⽬录上的⽂本⽂档，实现通过⽂本⽂档数据初始化成员信息，从⽽实现程序的重复多次使⽤。

在实际编写程序时，发现对于此类⾮⼆叉树的更⼀般的树结构，不太容易通过较为简单的

⽅式实现相同类型、规格数据初始化⼀棵树。在向⼀些同学请教、上⽹查找⽅法之后，我们还

是没能够在有限的时间⾥完成这个很重要的功能，但是也有了⼀些想法。初步定下来的未来实现思路有两种。

思路⼀、使⽤”索引“

常规的通过数列初始化⼆叉树的⽅法对于家谱这种”多叉树“已经不适⽤，为此我们想到可以在数据存储时，为每个成员添加⼀个”索引“。可以在索引中标注其孩⼦结点的名字，在初始化此家谱时，初始化完成⽗亲结点后，通过索引找到孩⼦结点；建⽴好孩⼦结点后，通过孩⼦结点的索引继续查找孩⼦结点的孩⼦……通过递归⽅法，按照深度优先的⽅向建⽴树结构。

但是这种⽅法运⾏所消耗的时间可能会⽐较多，读取⽂件操作本来就是⽐较耗时的指令，遍历⽂件的次数⼜很多，在数量⼤的情况下，可能会花费较多时间。