【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 開始定義起，根為第一層，根的孩子為第二層。樹中結(jié)點(diǎn)的最大層次稱為樹的深度或高度。如A樹的深度為4。如果將樹中結(jié)點(diǎn)的各子樹看成從左至右是有次序的(即不能互換)，則稱該樹為有序樹，否則稱為無序樹。在有序樹中最左邊的子樹的根稱為第一個(gè)孩子，最右邊的孩子稱為最后一個(gè)孩子。 發(fā)動(dòng)機(jī)故障樹與樹狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖32（圖略）為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難的故障樹，B表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，為故障樹的根結(jié)點(diǎn)，下一層N, O, P為故障樹的子樹結(jié)點(diǎn)即為一級(jí)原因，再下一層則是二級(jí)原因的樹叉，二級(jí)原因下邊又包含三級(jí)原因，即故障樹的第三層，由于故障樹比較大，在這里就不詳細(xì)敘述了。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的故障來說有好多，根據(jù)此種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成多棵故障樹，即為故障森林。森林是m(m=0)棵互不相交的樹的集合。對(duì)樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)而言，其子樹的集合即為森林。 二叉樹及其操作在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中有一種特殊樹的抽象數(shù)據(jù)類型——二叉樹。二叉樹是另一種樹狀結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)至多只有兩棵子樹(即二叉樹中不存在度大于2的結(jié)點(diǎn))，并且，二叉樹的子樹有左右之分，其次序不能任意顛倒。對(duì)于二叉樹重點(diǎn)討論它的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及操作。二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一般采用雙鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)，因?yàn)樵诙鏄涞囊恍?yīng)用中，常常要求在樹中查找具有某種特征的結(jié)點(diǎn)，或者對(duì)樹中全部結(jié)點(diǎn)逐一進(jìn)行某種處理。這里提出一個(gè)遍歷二叉樹的問題，即如何按某條搜索路徑巡訪樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)，使得每個(gè)結(jié)點(diǎn)均被訪問一次，而且僅被訪問一次?！霸L問”的含義很廣，可以是對(duì)結(jié)點(diǎn)作各種處理，表現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中一般為檢索、插入和刪除等操作。遍歷對(duì)線性結(jié)構(gòu)來說，是一個(gè)容易解決的問題。而對(duì)二叉樹則不然，由于二叉樹是一種非線性結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都只能有兩棵子樹，因而需要尋找一種存儲(chǔ)規(guī)律，以便使二叉樹上的結(jié)點(diǎn)能排列在一個(gè)線性隊(duì)列上，從而便于某種操作的產(chǎn)生。分析表明，二叉樹采用雙向鏈表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)于各種操作都是比較便利的。表示二叉的鏈表中的結(jié)點(diǎn)至少包含4個(gè)域:數(shù)據(jù)域和左、右孩子域，及父親結(jié)點(diǎn)域。利用這兩種結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)所得二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)稱之為三叉鏈表或雙向鏈表。先序遍歷二叉樹的操作定義為:若二叉樹為空，則空操作；否則訪問根結(jié)點(diǎn)；先序遍歷左子樹；先序遍歷右子樹。中序遍歷二叉樹的操作定義為:若二叉樹為空，則空操作；否則中序遍歷左子樹；訪問根結(jié)點(diǎn)；中序遍歷右子樹。后序遍歷二叉樹的操作定義為:若二叉樹為空，則空操作；否則后序遍歷左子樹；后序遍歷右子樹；訪問根結(jié)點(diǎn)。學(xué)校1000以下1000150015002000200025002500以上山西大學(xué)21018209太原理工14142211山西師范31624215大同大學(xué)9141271中北大學(xué)7111130晉中學(xué)院119710依照遞歸算法執(zhí)行過程中遞歸工作棧的狀態(tài)變化情況可直接寫出相應(yīng)的非遞歸算法。例如，從中序遍歷遞歸算法執(zhí)行中遞歸工作棧的狀態(tài)可見:(1)工作記錄中包含兩項(xiàng)，其一是遞歸調(diào)用的語(yǔ)句編號(hào)，其二是指向根結(jié)點(diǎn)的指針，則當(dāng)棧頂記錄中的指針非空時(shí)，應(yīng)遍歷左子樹，即指向左子樹根的指針進(jìn)棧；(2)若棧頂?shù)挠涗浿械闹羔樦禐榭?，則應(yīng)退至上一層，若是從左子樹返回，則應(yīng)訪問當(dāng)前層即棧頂記錄中指針?biāo)傅母Y(jié)點(diǎn)；(3)若是從右子樹返回，則表明當(dāng)前層的遍歷結(jié)束，應(yīng)繼續(xù)退棧。從另一角度看，這意味著遍歷右子樹時(shí)不再需要保存當(dāng)前層的根指針，可直接修改棧頂記錄中的指針即可。由此可得中序遍歷二叉數(shù)的非遞歸算法:學(xué)校政府機(jī)關(guān)事業(yè)單位外資企業(yè)民營(yíng)企業(yè)國(guó)營(yíng)企業(yè)其他人數(shù)比例人數(shù)比例人數(shù)比例人數(shù)比例人數(shù)比例人數(shù)比例山西大學(xué)162073112太原理工14167582山西師范12452181大同大學(xué)9621763中北大學(xué)7611242晉中學(xué)院651952上面詳細(xì)論述了二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其三種遍歷的方法，那二叉樹和故障森林有什么聯(lián)系呢？經(jīng)過上述分析，發(fā)動(dòng)機(jī)故障采用故障樹的結(jié)構(gòu)來組織，多個(gè)故障就意味著一個(gè)故障森林，由上述分析可知，對(duì)于多個(gè)故障樹的操作是相當(dāng)?shù)睦щy的，所以我們必須把故障森林轉(zhuǎn)化成一棵故障樹，這就是森林轉(zhuǎn)化為二叉樹的操作。 森林與二叉樹的轉(zhuǎn)換經(jīng)過上述分析，發(fā)動(dòng)機(jī)故障采用故障樹的結(jié)構(gòu)來組織，多個(gè)故障就意味著一個(gè)故障森林，可以仔細(xì)的思考思考，對(duì)于多個(gè)故障樹的操作是相當(dāng)?shù)睦щy的，所以就必須把故障森林轉(zhuǎn)化成一棵故障樹，這就是森林轉(zhuǎn)化為二叉樹的操作，如圖34（圖略）所示。 故障森林與故障二叉樹的轉(zhuǎn)換若把森林中的第二棵樹的干結(jié)點(diǎn)看成是第一棵樹的根結(jié)點(diǎn)的兄弟，則同樣可導(dǎo)出森林和二叉樹的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖36所示，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難的故障樹:故障森林轉(zhuǎn)換成一棵故障二叉樹是發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的重要的前提條件，只有把后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)完善后才能作各種給予二叉故障樹的操作。 故障診斷的知識(shí)表示從故障樹的頂事件至每一個(gè)底事件形成了故障分析支路。這樣的支路在程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)均與一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)。為了方便解釋，在系統(tǒng)中采用了雙向鏈表結(jié)構(gòu)來表示這些支路，并用數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)表示，見表31（表略）。下面對(duì)各個(gè)字段進(jìn)行解釋。結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)碼ID：節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)碼，字符串，是節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記。每一個(gè)顯節(jié)點(diǎn)均對(duì)應(yīng)唯一的標(biāo)識(shí)碼。標(biāo)識(shí)碼由數(shù)字組成。結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)ask 1，ask2：根據(jù)類型的不同有不同的含義。當(dāng)類型為“提問”時(shí)askl為現(xiàn)象或故障，ask2設(shè)置為空；當(dāng)類型為“結(jié)論”時(shí)，askl為診斷結(jié)果，ask2為排除方法。父親結(jié)點(diǎn)firstl：父親結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)；左孩子結(jié)點(diǎn)next1：左孩子結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)；右孩子結(jié)點(diǎn)next2：右孩子結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)。結(jié)點(diǎn)類型lei：結(jié)點(diǎn)的類型 故障診斷推理機(jī)制基本思想首先用戶選擇故障名稱，找到相應(yīng)的故障入口，然后根據(jù)故障入口給出相應(yīng)的提問，并在用戶回答問題以后進(jìn)行推理，如此反復(fù)，引導(dǎo)用戶完成診斷過程。如果用戶沒有找到結(jié)果，允許用戶重新診斷。 診斷流程柴油機(jī)常見故障診斷流程如圖37（圖略）所示。4 基于VFP的診斷型專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 概述在開發(fā)研究本系統(tǒng)時(shí)選用大眾數(shù)據(jù)庫(kù)Microsoft Visual FoxPro 。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)原理建立的知識(shí)庫(kù)、故障庫(kù)簡(jiǎn)單易懂，便于用戶理解掌握，使計(jì)算機(jī)根據(jù)用戶掌握的故障線索及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的知識(shí)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇推理，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)的故障部位，并提出維修建議。其特點(diǎn)是:檢索速度快，用戶可很方便地瀏覽打印知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)，并可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)隨時(shí)修改、完善知識(shí)庫(kù)。但是，對(duì)復(fù)雜故障推理難于實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介所設(shè)計(jì)的診斷型專家系統(tǒng)具有如下的功能：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷功能；（2）故障模糊查詢功能；（3）知識(shí)庫(kù)瀏覽、打印功能；（4）知識(shí)庫(kù)維護(hù)修改和可擴(kuò)充功能。系統(tǒng)具體功能及使用方法見附錄。 系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的模塊功能 項(xiàng)目的建立項(xiàng)目管理器的作用是把應(yīng)用系統(tǒng)中使用的所有文件如:表單、數(shù)據(jù)庫(kù)、表、報(bào)表、菜單等不同類型的文件有效的組織和管理起來。設(shè)計(jì)好的主程序、程序、表單、數(shù)據(jù)庫(kù)、表、報(bào)表、菜單等都必須添加到項(xiàng)目管理器中。 知識(shí)庫(kù)的建立步驟VFP采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型，將知識(shí)庫(kù)劃分后，每個(gè)庫(kù)中含有多個(gè)表，分別為:故障現(xiàn)象表、一級(jí)故障原因表、二級(jí)故障原因及排除方法表。將“故障現(xiàn)象”表中的“故障現(xiàn)象”字段和“故障原因”表中的“一級(jí)原因”字段設(shè)置為主索引。如圖41（圖略）所示，建立表間關(guān)聯(lián)，設(shè)置參照完整性。 故障診斷推理模塊對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，本系統(tǒng)根據(jù)用戶選定的故障現(xiàn)象進(jìn)行搜索，然后推理，進(jìn)而得出結(jié)論并提供維修建議，推理采用SQL查詢語(yǔ)言。以發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或無法啟動(dòng)為例，介紹故障診斷模塊的確定。 圖片資料的利用為使用戶能夠更加準(zhǔn)確地了解和掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，我們收集了大量的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修示意圖，利用OLE技術(shù)將word文檔和圖片（*.jpg格式）嵌入到本系統(tǒng)中，用戶可以通過開始界面調(diào)用這些資料。圖45（圖略）、圖46（圖略）、圖47（圖略）為系統(tǒng)調(diào)用的有關(guān)氣門間隙調(diào)整方法的示意圖。實(shí)現(xiàn)方法是，先將圖片與word文檔使用超鏈接的方式連接起來，再組建圖片庫(kù)，將圖片定義成通用字段。然后利用OLE技術(shù)將word文檔嵌入到表單中來，就可實(shí)現(xiàn)圖片的瀏覽。其中“查看插圖” 按鈕的click事件的代碼為： 知識(shí)庫(kù)修改完善為使用戶使用系統(tǒng)過程中，學(xué)會(huì)故障診斷，并隨著自己修車經(jīng)驗(yàn)的提高，不斷擴(kuò)充、修改和完善知識(shí)庫(kù)，同時(shí)，通過使用此軟件，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，修正錯(cuò)誤，最終由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與維護(hù)的新手變成專家，本系統(tǒng)特設(shè)計(jì)了一個(gè)知識(shí)編輯模塊。此模塊的功能是為了方便管理數(shù)據(jù)和隨時(shí)完善知識(shí)庫(kù)，但必須取得修改的權(quán)限后方可進(jìn)行編輯修改。而且采用參數(shù)傳遞的智能化設(shè)計(jì)，界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，容易掌握。啟動(dòng)困難原因的添加和修改表單的調(diào)用方法是：在圖48（圖略）中“啟動(dòng)困難原因編輯”啟動(dòng)困難排除方法的添加和修改表單的調(diào)用方法是：在圖48（圖略）中“啟動(dòng)困難排除方法編輯”按鈕的click事件中添加以下代碼：本系統(tǒng)把發(fā)動(dòng)機(jī)故障現(xiàn)象和排除方法各分了十類，因此本表單中分別定義了十個(gè)調(diào)用按鈕，與之一一對(duì)應(yīng)。如圖48（圖略）所示。其它表單的調(diào)用方法與上述相似。因?yàn)槊恳粋€(gè)故障的數(shù)據(jù)庫(kù)中的表不唯一，應(yīng)分步進(jìn)行編輯修改，所以需建立2個(gè)表單，并應(yīng)用參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)表的編輯修改。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或無法啟動(dòng)知識(shí)庫(kù)一級(jí)原因表的編輯修改界面，如圖49（圖略）所示。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難或無法啟動(dòng)知識(shí)庫(kù)故障排除表的編輯修改界面，如圖410（圖略）所示。 知識(shí)庫(kù)瀏覽、打印模塊在圖48（圖略）、圖49（圖略）所示模塊中，用戶可詳細(xì)瀏覽知識(shí)庫(kù)中各故障現(xiàn)象及其所對(duì)應(yīng)的各級(jí)原因及排除方法，并可打印出來形成書面資料。通過此模塊，用戶可對(duì)知識(shí)庫(kù)隨時(shí)進(jìn)行修改、添加、刪除等操作，從而進(jìn)一步完善本系統(tǒng)。 總結(jié)在建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的過程中，筆者走訪了大量的基層駕駛員和維修人員，進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)查研究，翻閱了大量的文獻(xiàn)資料和相關(guān)技術(shù)書籍，在此基礎(chǔ)上整理出了發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。筆者將發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障歸納為十大類，多達(dá)1200余條的故障現(xiàn)象和診斷處理方法，將此輸入本系統(tǒng)。該系統(tǒng)還預(yù)留有編輯入口，高級(jí)用戶可將自己的一些維修經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，通過此入口輸入本系統(tǒng)，使系統(tǒng)故障庫(kù)進(jìn)一步完善。考慮到基層用戶的文化素質(zhì)，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中還收集了400余幅發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和故障排除圖片，用戶可對(duì)照此圖片，對(duì)癥學(xué)習(xí)知識(shí)和處理相關(guān)故障。因此，本系統(tǒng)具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。 系統(tǒng)特點(diǎn)采用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)工具VFP開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)，界面友好，直觀，用戶易學(xué)易操作。同時(shí)，在設(shè)計(jì)思想上實(shí)現(xiàn)了:（1）安全化本系統(tǒng)是依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中各表的數(shù)據(jù)信息對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障原因做出診斷，一定要先保證數(shù)據(jù)信息的正確性，才能達(dá)到診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以，為了確保數(shù)據(jù)的正確，對(duì)進(jìn)入本系統(tǒng)的人員設(shè)置了2級(jí)管理權(quán)限，權(quán)限越高，對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理的范圍越大，而不知道密碼的非操作人員是無法進(jìn)入本系統(tǒng)，更無法對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行編輯修改的。（2）模塊化根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，把整個(gè)系統(tǒng)化分為若干個(gè)功能模