数据结构实验--停车场管理

一、题目描述

设停车场是一个可停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车放在车场的最北端）。若车场内已放满n辆车，则后来的汽车只能在门外的便道上等待，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆汽车要离开时，在它之后进入的车辆都必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外后，其它车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时，必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。

二、需求分析

1.此停车场管理系统是在一个狭长的通道上的，而且只有一个大门可以供车辆进出，并且要实现停车场内某辆车要离开时，在它之后进入停车场的车都必须先退出停车场为它让路，待其开出停车场后，这些辆再依原来的次序进场的功能。

2. 设计两个堆栈，其中一个堆栈用来模拟停车场，另一个堆栈用来模拟临时停车场，该临时停车场用来存放当有车辆离开时，原来停车场内为其让路的车辆。至于当停车场已满时，需要停放车辆的通道可以用一个链队列来实现。

3.当停车场内开走一辆车时，通道上便有一辆车进入停车场，此时只需要改变通道上车辆结点的连接方式就可以了，使通道上第一辆车进入停车场这个堆栈，并且使通道上原来的第二辆车成为通道上的第一辆车，此时只需将模拟通道的链队列的头结点连到原来的第二辆车上就可以了。

4.对于要对停车场内的车辆根据其停放时间收取相应的停车费用，可以记录下车辆进入以及离开停车场的时间，再用时间差乘以相应的单价并且打印出最后的费用就可以实现了。

三、概要设计

1.基本要求：

要求程序输出每辆车到达后的停车位置（停车场或便道上），以及某辆车离开停车场应交纳的费用和它在停车场内停留的时间。

2.实现方法

汽车的模拟输入信息格式可以是：（到达/离去，汽车牌照号码，到达/离去的时刻）。例如，（‘A’，1，5）表示1号牌照车在5这个时刻到达，而（‘D’，5，20）表示5号牌照车在20这个时刻离去。整个程序可以在输入信息为（‘E’，0，0）时结束。用栈和队列来实现。

3、主要模块

1）此停车场管理系统，主要分为以下若干模块：

首先定义用来模拟停车场的堆栈以及用来模拟通道的链队列为全局变量，然后编写主函数，在此主函数中实现对其它各个模块的调用。在主函数中首先调用option()函数，出现欢迎用户使用的主界面，然后提示用户进入此停车场管理系统后，再出现一个供用户选择的界面，在用户的选择过程中，程序又分别调用车辆的到达、车辆的离开、停车场内停放车辆的信息以及退出程序这四个函数模块。其中，在车辆的离开那个模块函数中又调用了打印离开车辆信息的函数，在停车场内停放车辆信息的那个模块函数中，又分别调用了显示停车场上车辆信息的函数以及显示便道上车辆信息的函数。最后，从调鼐的这四个函数中回到主函数结束整个程序的运行。

2）在以上各个模块中，出现的调用的函数为：

voidInitStack(SeqStackCar *s);

intInitQueue(LinkQueueCar *Q);

option();

intArrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W);

voidLeave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W);

void PRINT(CarNode*p);

voidList(SeqStackCar S,LinkQueueCar W);

voidList1(SeqStackCar *S);

voidList2(LinkQueueCar *W);

四、详细设计

1.相关头文件库的调用说明

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#defineMAX 2 /*车库容量*/

#defineprice 3 /*每车每时刻费用*/

2.元素类型、结点类型和结点指针类型

typedef struct node

{ intnum;

int reachtime;

int leavetime;

}CarNode; /*车辆信息结点*/

typedef struct NODE

{ CarNode *stack[MAX+1];

int top;

}SeqStackCar; /*模拟车站*/

typedef struct car

{ CarNode *data;

struct car *next;

}QueueNode;

typedef struct Node

{ QueueNode *head;

QueueNode *rear;

}LinkQueueCar; /*模拟通道*/

3.函数调用关系

五、调试分析

1.调试过程中的主要问题

由于此停车场管理系统是分模块设计的，而且在程序的实现过程中又使用了清屏函数，所以，运行时用户选择任务并且执行完任务后，又会回到供用户选择功能的主界面，因此整个程序从整体上来讲结构清晰，使用方便。本程序的调试运行，总体上情况良好，但中间也出现了一些小问题。其中比较有代表性的主要问题有：

当停车场已经达到最大容量，但仍有车辆进入停车场的时候，运行界面上没有出现或者说出现了但又跳掉了“停车场已满，该车辆需在便道上等待！”的提示信息。经过查阅资料后，在那一个printf语句后加了一个getch()，此时，程序运行结果就符合要求了。

2. 测试结果的分析与讨论

1）欢迎界面

六、总结

这个程序用来实现对停车场内车辆的管理，整个操作界面为中文，更加符合人性化的标准，使得用户使用方便，而且每一个操作都有提示，使得初次接触该程序的用户也能很快适应程序的操作。

这个程序操作简单，对于车牌号，只需输入车牌号上的数字就行，而且对于进出停车场的时间，也简化了操作，只需输入当时的时刻就行，没有具体到小时和分钟，但也许这也是该程序不足之处所在。而且该程序也给用户提供了选择的机会，当点击运行该程序后，如果想退出程序，可以输入n或N退出该运行程序。

至于使用过程中的更具体的问题，可以参照该报告书中调试分析那一项的屏幕截图，整个程序的运行界面大致就如上述屏幕截图的内容。

七、附录

源程序代码

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MAX 2 /*车库容量*/#define price 3 /*每车每时刻费用*/
typedef struct node{  int num;int reachtime;int leavetime;}CarNode; /*车辆信息结点*/typedef struct NODE{ CarNode *stack[MAX+1];int top;}SeqStackCar; /*模拟车站*/
typedef struct car{ CarNode *data;struct car *next;}QueueNode;typedef struct Node{ QueueNode *head;QueueNode *rear;}LinkQueueCar; /*模拟通道*/
/*---------------------------------------------------------------------------*/   /*函数声明部分*/void InitStack(SeqStackCar *); /*初始化栈*/int InitQueue(LinkQueueCar *); /*初始化便道*/int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *); /*车辆到达*/void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *); /*车辆离开*/void List(SeqStackCar,LinkQueueCar); /*显示存车信息*/void PRINT(CarNode *p) ;
/*---------------------------------------------------------------------------*/ void option()
{       int i;char choice;printf("停车场管理系统");
printf("\n********************************************************************************");printf("\t1.车辆到达--1 2.车辆离开--2  3.车辆信息--3  4.退出程序--4");printf("\n********************************************************************************");printf("\n\n\n\t                       是否进入该系统（y/n）？ ");choice=getchar();if(choice=='N'||choice=='n')exit(0);}void main(){   SeqStackCar Enter,Temp;LinkQueueCar Wait;int ch;system("graftabl 936");option();
InitStack(&Enter); /*初始化车站*/InitStack(&Temp); /*初始化让路的临时栈*/InitQueue(&Wait); /*初始化通道*/while(1){ clrscr();printf("\n\n\t\t\t1. 车辆到达 请选择 1");printf("\n\n\t\t\t2. 车辆离开 请选择 2");printf("\n\n\t\t\t3. 车辆信息 请选择 3");printf("\n\n\t\t\t4. 退出程序 请选择 4");printf("\n\n\t\t\t现在请选择以上信息 :  ");
while(1){ scanf("%d",&ch);printf("\n");if(ch>=1&&ch<=4)break;elseprintf("\n\t\t\t错误！请再次做出选择！\n\n\t\t\t");}switch(ch){  case 1:Arrival(&Enter,&Wait); break; /*车辆到达*/case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait); break; /*车辆离开*/case 3:List(Enter,Wait); break; /*列表打印信息*/case 4:exit(0); /*退出主程序*/default:  break; }}}
/*------------------------------------------------------------------------------*/ void InitStack(SeqStackCar *s) /*初始化栈*/{      int i;s->top=0;for(i=0;i<=MAX;i++)s->stack[s->top]=NULL;
}int InitQueue(LinkQueueCar *Q) /*初始化便道*/{  Q->head=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));if(Q->head!=NULL){ Q->head->next=NULL;Q->rear=Q->head;return(1);
}elsereturn(-1);
}void PRINT(CarNode *p) /*打印出站车的信息*/{ int A1,A2;printf("\n\t\t\t请输入离开时间:  ");scanf("%d",&(p->leavetime));printf("\n\t\t\t离开车辆的车牌号:  %d",p->num);printf("\n\n\t\t\t离开车辆到达时间:  %d ",p->reachtime);printf("\n\n\t\t\t离开车辆离开时间:  %d",p->leavetime);A1=p->reachtime;A2=p->leavetime;printf("\n\n\t\t\t停车场管理费用: %d",(A2-A1)*price);free(p);}int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W) /*车辆到达*/{ CarNode *p;QueueNode *t;p=(CarNode *)malloc(sizeof(CarNode));printf("\t\t\t请输入到达车辆车牌号:  ");scanf("%d",&(p->num));if(Enter->top<MAX) /*车场未满，车进车场*/{ Enter->top++;printf("\n\t\t\t该车辆在停车场的位置是:  %d\n",Enter->top);printf("\n\t\t\t请输入该车辆到达的时间:  ");scanf("%d",&(p->reachtime));Enter->stack[Enter->top]=p;return(1);}else                    /*车场已满，车进便道*/{ printf("\n\t\t\t停车场已满 该车辆需在便道上等待！");getch();t=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));t->data=p;t->next=NULL;W->rear->next=t;W->rear=t;return(1);}}
void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W)  /*车辆离开*/{ int i, room;CarNode *p,*t;QueueNode *q;/*判断车场内是否有车*/if(Enter->top>0) /*有车*/{ while(1) /*输入离开车辆的信息*/{ printf("\t\t\t停车场里停放的车辆总数:  %d",Enter->top);printf("\n\n\t\t\t请输入要离开车辆的位置:  ");scanf("%d",&room);if(room>=1&&room<=Enter->top)break;}while(Enter->top>room) /*车辆离开*/{   Temp->top++;Temp->stack[Temp->top]=Enter->stack[Enter->top];Enter->stack[Enter->top]=NULL;Enter->top--;}p=Enter->stack[Enter->top];Enter->stack[Enter->top]=NULL;Enter->top--;while(Temp->top>=1){  Enter->top++;Enter->stack[Enter->top]=Temp->stack[Temp->top];Temp->stack[Temp->top]=NULL;Temp->top--;}PRINT(p);
/*判断通道上是否有车及车站是否已满*/if((W->head!=W->rear)&&Enter->top<MAX) /*便道的车辆进入车场*/{   q=W->head->next;t=q->data;Enter->top++;printf("\n\n\t\t\t便道的%d号车进入车场第%d位置.",t->num,Enter->top);printf("\n\n\t\t\t请输入现在的时间:");scanf("%d",&(t->reachtime));W->head->next=q->next;if(q==W->rear)W->rear=W->head;Enter->stack[Enter->top]=t;free(q);}elseprintf("\n\n\t\t\t便道里没有车.\n");}elseprintf("\n\n\t\t\t车场里没有车."); /*没车*/}
void List1(SeqStackCar *S) /*列表显示车场信息*/{  int i;if(S->top>0) /*判断车站内是否有车*/{  printf("\n\t\t\t车场:");printf("\n\n\t\t\t位置  到达时间  车牌号\n");for(i=1;i<=S->top;i++){  printf("%26d",i);printf("%6d",S->stack[i]->reachtime);printf("%10d",S->stack[i]->num);printf("\n");}}
elseprintf("\n\t\t\t车场里没有车");}
void List2(LinkQueueCar *W) /*列表显示便道信息*/{  QueueNode *p;p=W->head->next;if(W->head!=W->rear) /*判断通道上是否有车*/{ printf("\n\t\t\t等待车辆的号码为:  ");while(p!=NULL){  printf("%-10d",p->data->num);p=p->next;}printf("\n");}elseprintf("\n\t\t\t便道里没有车.");}
void List(SeqStackCar S,LinkQueueCar W){ int flag,tag;flag=1;while(flag){  printf("\n\t\t\t请选择 1|2|3:");printf("\n\n\t\t\t1.车场\n\n\t\t\t2.便道\n\n\t\t\t3.返回\n\n\t\t\t");while(1){ scanf("%d",&tag);if(tag>=1||tag<=3) break;else printf("\n\t\t\t请选择 1|2|3:");}switch(tag){ case 1:List1(&S);break; /*列表显示车场信息*/case 2:List2(&W);break; /*列表显示便道信息*/case 3:flag=0;break;default: break;}}}

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