数据结构停车场问题实验报告汇总

数据结构课程设计

——停车场管理问题

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设有一个可以停放n辆汽车的狭长停车场，它只有一个大门可以供车辆进出。车辆按到达停车场时间的早晚依次从停车场最里面向大门口处停放（最先到达的第一辆车放在停车场的最里面）。如果停车场已放满n辆车，则后来的

车辆只能在停车场大门外的便道上等待，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆车就进入停车场。停车场内如有某辆车要开走，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，这些车辆再依原来的次序进场。每辆车在离开停车场时，都应根据它在停车场内停留的时间长短交费。如果停留在便道上的车未进停车场就要离去，允许其离去，不收停车费，并且仍然保持在便道上等待的车辆的次序。编制一程序模拟该停车场的管理。

二、实现要求

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时应交纳的费用和它在停车场内停留的时间。

三、实现提示

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。本题可用栈和队列来实现。

四、需求分析

停车场采用栈式结构，停车场外的便道采用队列结构（即便道就是等候队列）。停车场的管理流程如

下

①当车辆要进入停车场时，检查停车场是否已满，如果未满则车辆进栈（车辆进入停车场）；如果停车场已满，则车辆进入等候队列（车辆进入便道等候）。

②当车辆要求出栈时，该车到栈顶的那些车辆先弹出栈（在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路），再让该车出栈，其他车辆再按原次序进栈（进入车场）。当车辆出栈完毕后，检查等候队列（便道）

中是否有车，有车则从队列头取出一辆车压入栈中。

五、流程图

六、详细设计

1.本程序主要包含四个模块

1）主程序模块

int main(){

Initialization。；

CarNode car;

SqStack Park,TempPark;

LinkQueue Q;

InitStack(Park);

InitStack (TempPark);

InitQueue(Q);

while((scanf("%c%d%d", &car.event, &car.num, &car.time))&&(car.event!='e'&&car.event!='E')) {

getchar();

switch(car.event)

{

case 'A':

case 'a':Arrive(Park,Q,car);break;

case 'D':

case 'd':Leave(Park,TempPark,Q,car);break;

default: printf("您的第一个数据输入有误!\n");break;

}

printf("程序结束，谢谢使用!\n");

return 0;

2) 分别构造空栈和空队列

栈：Status InitStack(SqStack &S){ 〃构造一个空栈

S.Stacksize=0;

S.base=(CarNode*)malloc((MAX)*sizeof(CarNode));

if(!S.base){

exit(OVERFLOW);

printf(”存储空间分配失败");

}

S.top=S.base;

return OK;

}

队列：Status lnitQueue(LinkQueue &Q){ //构造一个空队列(带头结点) Q.front=Q.rear=(QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));

if(!Q.front){

exit(OVERFLOW);

printf("存储空间分配失败");

}

Q.front->next=NULL;

Q.queuesize=O;

return OK;

3) 车辆到达处理

Status Arrive(SqStack & S,LinkQueue & Q,CarNode & e){ // 车辆到达处理

if((S.top-1)->time<=e.time){ // 时间处理

if(!Check_Stack(S,e)&& !Check_Queue(Q,e)){ // 是否已存在

if(S.top-S.base

Push(S,e);

printf("成功进入停车场，在%d号车库!\n",S.top-S.base);

return OK;

}

else{

EnQueue(Q,e);

printf("停车场已满，车辆进入便道，在%d号车位!\n",Q.queuesize);

else

printf("该牌照的车已存在，输入有误，请重新输入\n");

return OK;

}

else{

printf("时间输入有误，请重新输入!\n");

return FALSE;

}

4) 车辆离开处理

Status Leave(SqStack & S,SqStack & TempS,LinkQueue & Q,CarNode &e)

{ //车辆离开处理

CarNode a;

int leatime,leanum;

int entertime; //进入停车场时间

int cost;

if(!(Check_Stack(S,e) || Check_Queue(Q,e)))

{

printf("数据输入错误，本停车场内无所查询车辆，请重新输入！

\n");

return true;

}

else

{

if(Check_Stack(S,e)) 〃若需要离开的车辆在停车场

{

if(e.num==(S.top-1)->num) // 车辆处在栈顶

{

Pop(S, a);

leatime=e.time;

leanum=e.num;

entertime=a.time;

printf(”车辆进入车库时间：％d\t现在(离开)时间：％d\t停留时

「可:％d\t\n",entertime,leatime,leatime-entertime);

}

else //车辆处在栈中间

{

do{

Pop(S,a); 〃从栈中依次退出

Push(TempS,a); 〃依次进入临时栈

}while((S.top-1)->num!=e.num);〃直到top 指针下一个位置的num=车牌号

Pop(S, a); //该车离开

leatime=e.time;

leanum=e.num;

entertime=a.time;

printf("车进入停车场时间:%d\t现在(离开)时间:%d\t停留时

「可:%d\t\n",entertime,leatime,leatime-entertime);

do { 〃其余车辆按原来次序返回停车场

Pop(TempS,a);

Push(S,a);

}while(TempS.top!=TempS.base);〃条件与上面不同，此时是全部回去

}

cost=(leatime-entertime)*price;

if(cost>=0)

printf("您的车牌号为%d的车应交纳的费用是：％d\n",leanum,cost);

if(Q.front!=Q.rear){ //队列不空的话从便道进停车场

DeQueue(Q,a);

if(a.timevleatime) //便道车辆进车库时间应该比车库车辆离开时间晚

entertime=leatime;

a.time=leatime;

Push(S,a); //该车进入停车场

printf("车牌号为%d的车辆从便道上进入%d号车库！从现在开始计时，现在时间

为：%d\n",a.num,S.top-S.base,a.time);

}

else if(Check_Queue(Q,e)){ 〃从便道直接离开

do{

DeQueue(Q,a);

EnQueue(Q,a);

}while(Q.front->next->data.num!=e.num);

DeQueue(Q,e); 〃前面的车进入队尾

printf("您的车牌号为%d的车辆未进入车库从便道直接离开，费用为0!\n",e.num);

}

return true;

2.主要设计程序如下

#include

#define MAX 2 //停车场容量

#define price 2 // 单价

#define OK 1

#define FALSE 0

#define TRUE 1

#define ERROR -1

#define OVERFLOW -2

typedef int Status;

typedef struct CarNode{

int num;

int time;

}CarNode; 〃车辆信息结点

typedef struct SqStack{

CarNode *base;

CarNode *top;

int Stacksize;

}SqStack; 〃栈(停车场)

typedef struct QNode{

CarNode data;

struct QNode *next;

}QueueNode; 〃便道结点

typedef struct LinkQueue{

QueueNode *front;

QueueNode *rear;

int queuesize;

}LinkQueue; // 队列(便道)

//===================================================================== Status lnitStack(SqStack & S){ 〃构造一个空栈

S.Stacksize=O;

S.base=(CarNode*)malloc((MAX)*sizeof(CarNode));

if(!S.base){

exit(OVERFLOW);

printf("存储空间分配失败");

}

S.top=S.base;

}

//===================================================================== Status lnitQueue(LinkQueue & Q){ // 构造一个空队列(带头结点)

Q.front=Q.rear=(QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));

if(!Q.front){

exit(OVERFLOW);

printf(”存储空间分配失败");

}

Q.front->next=NULL;

Q.queuesize=O;

return OK;

}

//===================================================================== Status GetTop(SqStack S,CarNode & e){ //返回栈顶元素

if(S.top==S.base)

return ERROR;

e=*(S.top-1);

return TRUE;

}

//===================================================================== Status Pop(SqStack & S,CarNode & e){ 〃删除栈顶元素

if(S.top==S.base)

return ERROR;

e=*--S.top;

return OK;

}

//===================================================================== Status Push(SqStack &S,CarNode e){// 插入元素为新的栈顶元素(在栈不满的前提下) if(S.top-S.base>=MAX)

return FALSE;

*S.top++=e;

return OK;

}

//===================================================================== Status DeQueue(LinkQueue &Q,CarNode &e){ 〃删除队头元素(带头结点) if(Q.rear==Q.front)

return ERROR;

QueueNode *p=Q.front->next;

e=p_>data;

Q.front->next=p->next;

if(p==Q.rear)

Q.rear=Q.front;

free(p);

Q.queuesize--;

return OK;

}

//===================================================================== Status EnQueue(LinkQueue & Q,CarNode e){ 〃插入新的队尾元素

QueueNode *p=(QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));

if(!p)

exit(OVERFLOW);

p->data=e;

p->next=NULL;

Q.rear->next=p;

Q.rear=p;

Q.queuesize++;

return OK;

} //：

Status Check_Stack(SqStack & S,CarNode e){〃车辆到达时车库内是否有同名车

CarNode *Temp=S.base;

while((Temp!=(S.top))&&( Temp->num!=e.num))

Temp++;

if((Temp==S.top))

return FALSE;

else

return TRUE;

}

//===================================================================== Status Check_Queue(LinkQueue & Q,CarNode e){// 车辆到达时便道上是否有同名车QueueNode *Temp=Q.front;

while((Temp!=Q.rear) && (Temp->data.num!=e.num))

Temp=Temp->next;

if((Temp==Q.rear) && (Temp->data.num!=e.num))

return FALSE;

else

return TRUE;

}

//===================================================================== Status Arrive(SqStack & S,LinkQueue & Q,CarNode & e){ 〃车辆到达处理if((S.top-1)->time<=e.time){ // 时间处理

if(!Check_Stack(S,e)&& !Check_Queue(Q,e)){ // 是否已存在

if(S.top-S.base

Push(S,e);

printf("成功进入停车场，在%d号车库!\n",S.top-S.base);

return OK;

} else{

EnQueue(Q,e);

printf（”停车场已满，车辆进入便道，在％d号车

位!\n",Q.queuesize）;

}

else

printf("该牌照的车已存在，输入有误，请重新输入\n");

return OK;

}

else{

printf("时间输入有误，请重新输入!\n");

return FALSE;

}

//========================================================

Status Leave(SqStack & S,SqStack &TempS,LinkQueue & Q,CarNode &e)

{ //车辆离开处理

CarNode a;

int leatime,leanum;

int entertime; //进入停车场时间

int cost;

if(!(Check_Stack(S,e) || Check_Queue(Q,e)))

{

printf("数据输入错误，本停车场内无所查询车辆，请重新输入！

\n");

return true;

}

else

{

if(Check_Stack(S,e)) //若需要离开的车辆在停车场

{

if(e.num==(S.top-1)->num) // 车辆处在栈顶

{

Pop(S, a);

leatime=e.time;

leanum=e.num;

entertime=a.time;

printf("车辆进入车库时间：％d\t现在(离开)时间：％d\t停留时

「可:%d\t\n",entertime,leatime,leatime-entertime);

}

else //车辆处在栈中间

{

do{

Pop(S,a); 〃从栈中依次退出

Push(TempS,a); 〃依次进入临时栈

}while((S.top-1)->num!=e.num);〃直到top 指针下一个位置的num=车牌号

Pop(S, a); //该车离开

leatime=e.time;

leanum=e.num;

entertime=a.time;

printf("车进入停车场时间:%d\t现在(离开)时间:%d\t停留时

「可:%d\t\n",entertime,leatime,leatime-entertime);

do { 〃其余车辆按原来次序返回停车场

Pop(TempS,a);

Push(S,a);

}while(TempS.top!=TempS.base);〃条件与上面不同，此时是全部回去}

cost=(leatime-entertime)*price;

if(cost>=0)

printf("您的车牌号为%d的车应交纳的费用是：％d\n",leanum,cost);

if(Q.front!=Q.rear){ //队列不空的话从便道进停车场

DeQueue(Q,a);

if(a.timevleatime) //便道车辆进车库时间应该比车库车辆离开时间晚

entertime=leatime;

a.time=leatime;

Push(S,a); //该车进入停车场

printf(”车牌号为%d的车辆从便道上进入%d号车库！从现在开始计时，现在时间为：％d\n",a.num,S.top-S.base,a.time);

}

else if(Check_Queue(Q,e)){ 〃从便道直接离开

do{

DeQueue(Q,a);

EnQueue(Q,a);

}while(Q.front->next->data.num!=e.num);

DeQueue(Q,e); 〃前面的车进入队尾

printf("您的车牌号为%d的车辆未进入车库从便道直接离开，费用为0!\n",e.num);

}

return true;

}

//=====================================================================

void lnitialization(){ // 初始化程序

printf("姓名：杨智伟学号：2012040651\n");

printf("==========================================================\n");

printf("* 停车场管理模拟程序*\n");

printf("==========================================================\n");

printf("请依次输入车辆到达(A/a)/离去(D/d)/结束(E/e)信息、车牌号以及当前时间：\n\n"); } //===================================================================== int main(){ Initialization();

CarNode car;

SqStack Park,TempPark;

LinkQueue Q;

InitStack(Park);

InitStack (TempPark);

InitQueue(Q);

while((scanf("%c%d%d", &car.event, &car.num, &car.time))&&(car.event!='e'&&car.event!='E')) {

getchar(); //除去输入结束时的回车

switch(car.event)

{

case 'A':

case 'a':Arrive(Park,Q,car);break;