数据结构(二)模拟停车场程序的实现

1.实验目的：掌握线性表的基本操作，深入理解栈、队列的存储结构并掌握进栈、出栈和入队、出队的实现。

2.解题思路：
问题：设有一个可停放N辆汽车的狭长停车场，只有一个大门供车辆出入，车辆按到达先后顺序从最里面向大门口停放。如果已放满N辆车，再来的车辆只能在大门外的便道上等候，一旦有车辆从停车场离开排在便道上的车辆可依次进入停车场。停车场中某车辆离开时，在它之后进入停车场的车辆必须为它让路退出停车场，等待该车辆离开后，其后车辆依原次序进入停车场。每辆汽车在离开时，都要依据停留时间缴费；停在便道上的车辆不收费，在便道上某车辆进入停车场或离去后，其余车辆依然保持原来的次序。
思路：汽车的模拟输入信息格式可定义为：
（到达/离去的标志，汽车牌照号码，到达/离开的时刻）
例如（‘A’，1，5）表示：1号牌照汽车在5时刻到达；而（‘D’，5，20）表示：5号牌照汽车在时刻20离去。整个程序在输入（‘E’，0，0）时结束。

3.程序实现：

/*停车场管理*/
#include "stdio.h"
#include<stdlib.h>
#define N 3
#define M 5
#define Null 0
#define True 1
#define False 0
/*定义车辆的数据类型*/
typedef struct
{int num;  /*车辆车牌号*/int arrtime; /*车辆到达时间*/
}elemtype;
/*定义顺序栈(停车场)数据类型*/
typedef struct //
{elemtype stack[N];/*定义存放元素的数组*/int top;/*定义栈顶指针*/
}sqstktp;/*定义链队列元素(停在停车场外便道上的车辆)数据类型*/
typedef struct node
{int num;/*车牌号*/struct node *next;/*后边相邻车辆所在位置*/
}queueptr;
/*链队列的队头指针和队尾指针的数据类型*/
typedef struct
{queueptr *front,*rear;/*链队列的队头指针和队尾指针*/
}linkedquetp;/*初始化顺序栈(停车场)*/
void inistack(sqstktp *s)
{s->top=-1;/*栈顶指针置为-1*/
}/*元素入栈(汽车驶入停车场)*/
int push(sqstktp *s,elemtype x)
{if(s->top==N-1)/*如果栈满(停车场无车位)*/return (False);/*返回0*/else{s->stack[++s->top]=x;
/*首先栈顶指针+1，然后元素入栈(车辆驶入停车场)*/return(True);/*返回1*/}
}
/*元素出栈(汽车驶出停车场)*/
elemtype pop(sqstktp *s)
{elemtype x;/*出栈元素(要驶出停车场的车辆)*/if(s->top<0)/*如果是空栈(停车场无车)*/{x.num=Null;/*车牌号置为0*/x.arrtime=Null;/*车辆到达时间置为0*/return(x);/*返回0,0*/}else{s->top--;/*当前栈顶元素-1*/return(s->stack[s->top+1]);/*返回原栈顶元素*/}
}
/*创建一个空链队列*/
void inilinkedque(linkedquetp *s)
{s->front=(queueptr *)malloc(sizeof(queueptr));/*动态得到链队列的队头和队尾指针空间*/s->rear=s->front;/*初始化双指针重合*/s->front->next=Null;/*无后继*/s->front->num=0;
/*该域用于记录便道上等待进入停车场的车辆数，初值为0*/
}/*链队列元素入队(新到车辆在便道上等候)*/
void enlinkedque(linkedquetp *s,int num1)
{queueptr *p;p=(queueptr *)malloc(sizeof(queueptr));
/*动态得到一个临时便道上的一个停车位*/p->num=num1;/*记录车牌*/p->next=Null;/*标记为无后继*/s->rear->next=p;/*新到车辆插入队尾(成为当前队尾的后继)*/s->rear=p;/*修改队尾指针*/s->front->num++;/*便道上等待进入停车场车辆数+1*/
}
/*链队列元素出队(便道上车辆驶离便道进入停车场)*/
int dllinkedque(linkedquetp *s)
{queueptr *p;/*定义临时队列元素变量p*/int n;/*定义记录离队元素车牌信息的临时变量n*/if(s->front==s->rear)/*便道上无车辆等候进入停车场*/return(Null);/*返回0*/else{p=s->front->next;/*保存队头元素所在的位置到p*/s->front->next=p->next;/*p的相邻后继元素成为新的队头元素*/if(p->next==Null)/*如果p无相邻后继*/s->rear=s->front;/*链队列为空队列*/n=p->num;/*取离队元素的车牌信息到n*/free(p);/*释放空间*/s->front->num--;/*队列元素数量-1*/return(n);/*返回离队车辆的车牌*/}
}/*车辆到达*/
void arrive(sqstktp *s1,linkedquetp *p,elemtype x)
{int f;/*定义临时变量f，标识：1=入栈成功，0=入栈失败*/f=push(s1,x);/*调度进栈子程序*/if(f==False)/*如果0=入栈失败*/{enlinkedque(p,x.num);/**/printf("第%d号车停在便道第%d号车位上\n",x.num,p->front->num);
/*显示车牌信息和位置信息*/}elseprintf("第%d号车停在存车场第%d号车位上\n",x.num,s1->top+1);
/*显示车牌信息和停车场内位置*/
}/*车辆离开*/
void delive(sqstktp *s1,sqstktp *s2,linkedquetp *p,elemtype x)
{int n,f=False;
/*定义暂存便道上车辆数量n和标识临时变量f，f=1为真，f=0为假*/elemtype y;/*定义存放车牌信息的临时变量y*/queueptr *q;/*链队列元素临时变量*/while((s1->top>-1)&&(f!=True))/*如果停车场不为空且f=0*/{y=pop(s1);/*调度出栈子程序，y=车牌(栈顶位置车辆出栈s1)*/if(y.num!=x.num)/*如果不是要离开的车辆*/n=push(s2,y);/*将其压入附栈s2*/elsef=True;/*置f=1，循环结束*/}
if(y.num==x.num)/*是要离开的车辆*/{printf("第%d号车应收费%d元\n",y.num,(x.arrtime-y.arrtime)*M);
/*显示车牌和缴费信息*/while(s2->top>-1)/*如果附栈s2不为空*/{y=pop(s2);/*s2栈顶元素出栈，y=车牌*/f=push(s1,y);}n=dllinkedque(p);/*取队头元素*/if(n!=Null)/*如果便道有车，则驶入停车场*/{y.num=n;y.arrtime=x.arrtime;/*计费时间为刚才离去车辆的离开时间*/f=push(s1,y);/*车辆驶入停车场*/printf("第%d号车停在存车场的第%d号车位上\n",y.num,s1->top+1);
/*显示刚刚进入车辆在停车场位置*/}}else{while(s2->top>-1)/*停车场未找到要离去的车辆*/{y=pop(s2);/*便道里的车放入停车场*/f=push(s1,y);}q=p->front;f=False;while(f==False&&q->next!=Null)/*在便道寻找要离去的车辆*/if(q->next->num!=x.num)q=q->next;else{q->next=q->next->next;/*在便道找到要离去的车辆*/p->front->num--;/*便道车辆数目-1*/if(q->next==Null)p->rear=p->front;/*便道没有车的情况*/printf("第%d号车离开便道\n",x.num);f=True;}if(f==False)printf("输入数据错误，停车场和便道均无第%d号车\n",x.num);}}int main()
{char ch1,ch2;/*定义两个字符型变量*/sqstktp *s1,*s2;/*定义两个顺序栈指针变量*/linkedquetp *p;/*定义一个链队列指针变量*/elemtype x;/*定义车牌变量*/int flag;/*标识变量*/s1=(sqstktp *)malloc(sizeof(sqstktp));/*得到s1顺序栈*/s2=(sqstktp *)malloc(sizeof(sqstktp));/*得到s2顺序栈*/p=(linkedquetp *)malloc(sizeof(linkedquetp));/*得到一个链队列p*/inistack(s1);/*初始化s1栈*/inistack(s2);/*初始化s2栈*/inilinkedque(p);/*初始化链队列p*/flag=True;/*标识变量置1*/for(;;){printf("输入数据：'A'/'D',车牌号，到达/离开时间\n");scanf("%c %d %d",&ch1,&x.num,&x.arrtime);ch2=getchar();switch(ch1){case 'A':arrive(s1,p,x);break;case 'D':delive(s1,s2,p,x);break;case 'E':flag=False;printf("程序正常结束\n");break;default:printf("输入数据错误，重新输入\n");}if(flag==False)break;}return 0;
}

四．测试数据：
分别依次向停车场停入5辆车，发现车牌号为1,2,3的车依次进去停车场的1,2,3号车位上，车牌号为4,5的车辆依次停在1,2号便道上。将2号车驶离停车场，到达时间为2，离开时间设为6，则收费为（6-2）*5=20元，将5号车驶离便道。

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