通信软件基础实验05

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/*
IDE:Visual Studio 2022
字符集:Unicode
文本文档编码:ANSI
SDL检查:否
*/

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<math.h>

#define TEAMNUM 15 //队伍数
#define Knum 3 //质心数
#define BEST_CORE_NO 1 //第一档质心国家编号1日本
#define MEDIUM_CORE_NO 12 //第二档质心国家编号12巴林
#define WOREST_CORE_NO 9 //第三档质心国家编号9泰国
#define LOOP_TIMES 5 //迭代次数

//球队结构体
struct FootballTeam
{
char region[20];
double worldcup2006;
double worldcup2010;
double AFC2007;
double distance;//距质心长度
char Class; //等级
};

//质心结构体
struct Core
{
double X;
double Y;
double Z;
};

struct Core AClass;//A级质心
struct Core BClass;//B级质心
struct Core CClass;//C级质心

struct FootballTeam* A[TEAMNUM] = { NULL };//A级球队数组
struct FootballTeam* B[TEAMNUM] = { NULL };//B级球队数组
struct FootballTeam* C[TEAMNUM] = { NULL };//C级球队数组

//读文件初始化结构体(完成)
void readfile(struct FootballTeam FBT[])
{
FILE* fp;
if ((fp = fopen("team_data.txt","r")) == NULL)//打开文件
{
printf("打开文件错误");
return;
}
for (int i = 0;i< TEAMNUM; i++)
{
fscanf(fp, "%s %lf %lf %lf", &FBT[i].region, &FBT[i].worldcup2006, &FBT[i].worldcup2010, &FBT[i].AFC2007);
//printf("%s\t%lf\t%lf\t%lf\n",FBT[i].region, FBT[i].worldcup2006, FBT[i].worldcup2010, FBT[i].AFC2007);//调试用
}
}

//对数据进行处理(完成)
void dataop(struct FootballTeam FBT[])
{
double WCmax = 50;
double WCmin = 50;
double AFCmax = 17;
double AFCmin = 17;
//处理WC2006
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (WCmax<= FBT[i].worldcup2006)
{
WCmax = FBT[i].worldcup2006;
}
if (WCmin>= FBT[i].worldcup2006)
{
WCmin = FBT[i].worldcup2006;
}
}
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
FBT[i].worldcup2006 = (int)((((FBT[i].worldcup2006 - WCmin) / (WCmax - WCmin)) * 10000) + 0.5) / 10000.0;//对数据保留4位小数
}
//处理WC2010
WCmax = 50;
WCmin = 50;
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (WCmax <= FBT[i].worldcup2010)
{
WCmax = FBT[i].worldcup2010;
}
if (WCmin >= FBT[i].worldcup2010)
{
WCmin = FBT[i].worldcup2010;
}
}
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
FBT[i].worldcup2010 = (int)((((FBT[i].worldcup2010 - WCmin) / (WCmax - WCmin)) * 10000) + 0.5) / 10000.0;//对数据保留4位小数
//printf("%lf\n", FBT[i].worldcup2010);//调试用
}
//处理AFC2007
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (AFCmax <= FBT[i].AFC2007)
{
AFCmax = FBT[i].AFC2007;
}
if (AFCmin >= FBT[i].AFC2007)
{
AFCmin = FBT[i].AFC2007;
}
}
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
FBT[i].AFC2007 = (int)((((FBT[i].AFC2007 - AFCmin) / (AFCmax - AFCmin)) * 10000) + 0.5) / 10000.0;//对数据保留4位小数
//printf("%lf\n", FBT[i].AFC2007);//调试用
}
}

//计算点到质心距离(完成)
void cqltDistance(struct FootballTeam* FBT)
{
double coredistance1;//距A质心心距离
double coredistance2;//距B质心距离
double coredistance3;//距C质心距离
static int Apos = 0;//A哨兵
static int Bpos = 0;//B哨兵
static int Cpos = 0;//C哨兵
double min = 666;//随便设的大一点的数

//计算到各质心的距离
coredistance1 = sqrt(pow(AClass.X - FBT->worldcup2006, 2) + pow(AClass.Y - FBT->worldcup2010, 2) + pow(AClass.Z - FBT->AFC2007, 2));
coredistance2 = sqrt(pow(BClass.X - FBT->worldcup2006, 2) + pow(BClass.Y - FBT->worldcup2010, 2) + pow(BClass.Z - FBT->AFC2007, 2));
coredistance3 = sqrt(pow(CClass.X - FBT->worldcup2006, 2) + pow(CClass.Y - FBT->worldcup2010, 2) + pow(CClass.Z - FBT->AFC2007, 2));
if (*A == NULL && *B == NULL && *C ==NULL)//当各个指针均为空时哨兵归零
{
Apos = 0;
Bpos = 0;
Cpos = 0;
}
//分级
if (coredistance1 >= coredistance2)
{
if (coredistance2 >= coredistance3)
{
FBT->Class = 'C';
C[Cpos] = FBT;
Cpos++;
return;
}
else
{
FBT->Class = 'B';
B[Bpos] = FBT;
Bpos++;
return;
}
}
else
{
if (coredistance1 >= coredistance3)
{
FBT->Class = 'C';
C[Cpos] = FBT;
Cpos++;
return;
}
else
{
FBT->Class = 'A';
A[Apos] = FBT;
Apos++;
return;
}
}
}

//质心初始化(完成)
double CoreInit(struct Core* core_name, struct FootballTeam FBT)
{
core_name->X = FBT.worldcup2006;
core_name->Y = FBT.worldcup2010;
core_name->Z = FBT.AFC2007;
return core_name->X * core_name->Y * core_name->Z;
}

//对质心进行迭代更新(完成)
double CoreUpdate(struct Core* core_name, struct FootballTeam* class_lv[])
{
double Xsum = 0, Ysum = 0, Zsum = 0;
int i;
//对质心进行更新
for (i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (class_lv[i] != NULL)//当不为空时,对其求和
{
Xsum += class_lv[i]->worldcup2006;
Ysum += class_lv[i]->worldcup2010;
Zsum += class_lv[i]->AFC2007;
}
else//为空时,计算平均值同时更新质心
{
core_name->X = (int)((((Xsum / i) * 10000) + 0.5)) / 10000.0;//对数据保留4位小数
core_name->Y = (int)((((Ysum / i) * 10000) + 0.5)) / 10000.0;//对数据保留4位小数
core_name->Z = (int)((((Zsum / i) * 10000) + 0.5)) / 10000.0;//对数据保留4位小数
return core_name->X * core_name->Y * core_name->Z * i;//返回X、Y、Z、i乘积,用于判断是否质心无变化,进而判断是否需要继续迭代(可能有问题)
};
}

}

//Kmeans算法核心(完成)
void Kmeans(struct FootballTeam FBT[])
{
//初始化质心
double TEMPA, TEMPB, TEMPC;//用于判断是否需要继续迭代的临时数
int M;//调试用
TEMPA = CoreInit(&AClass, FBT[BEST_CORE_NO]);
TEMPB = CoreInit(&BClass, FBT[MEDIUM_CORE_NO]);
TEMPC = CoreInit(&CClass, FBT[WOREST_CORE_NO]);
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)//计算各点到质心距离
{
cqltDistance(&FBT[i]);
}
for (M = 0; M < LOOP_TIMES; M++)
{
if (TEMPA == CoreUpdate(&AClass, A) && TEMPB == CoreUpdate(&BClass, B) && TEMPC == CoreUpdate(&CClass, C))//如果当前迭代结果与上次迭代结果则相同终止迭代
break;
else//否则继续迭代
{
TEMPA = CoreUpdate(&AClass, A);//更新临时数
TEMPB = CoreUpdate(&BClass, B);
TEMPC = CoreUpdate(&CClass, C);
for (int n = 0; n < TEAMNUM; n++)//清空等级数组
{
A[n] = NULL;
B[n] = NULL;
C[n] = NULL;
}

for (int j = 0; j < TEAMNUM; j++)//计算各点到质心距离
{
cqltDistance(&FBT[j]);
}
}

}
printf("迭代%d次\n\n", M + 1);
}

void main()
{
struct FootballTeam FBT[TEAMNUM];//创建球队结构体数组
readfile(FBT);//读文件初始化球队结构体数组
dataop(FBT);//对球队结构体数组数据进行处理
Kmeans(FBT);//聚类
printf("A级质心:%.4lf,%.4lf,%.4lf\n", AClass.X, AClass.Y, AClass.Z);
printf("B级质心:%.4lf,%.4lf,%.4lf\n", BClass.X, BClass.Y, BClass.Z);
printf("C级质心:%.4lf,%.4lf,%.4lf\n", CClass.X, CClass.Y, CClass.Z);
printf("\nA级球队:");
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (A[i] != NULL)
{
printf("%s ",A[i]->region);
}
else
break;
}
printf("\nB级球队:");
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (B[i] != NULL)
{
printf("%s ",B[i]->region);
}
else
break;
}
printf("\nC级球队:");
for (int i = 0; i < TEAMNUM; i++)
{
if (C[i] != NULL)
{
printf("%s ",C[i]->region);
}
else
break;
}
}

team_data.txt

中国 50 50 9
日本 28 9 4
韩国 17 15 3
伊朗 25 40 5
沙特 28 40 2
伊拉克 50 50 1
卡塔尔 50 40 9
阿联酋 50 40 9
乌兹别克斯坦 40 40 5
泰国 50 50 9
阿曼 50 50 9
越南 50 50 5
巴林 40 40 9
朝鲜 40 32 17
印尼 50 50 9

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