2011-数据结构课程设计

淮海工学院计算机工程学院

课程设计报告

设计名称：数据结构课程设计

选题名称：停车场管理

姓名：丁冬梅学号：511021112 专业班级：计算机科学与技术D软件101

系（院）：计算机工程学院

设计时间：2011.12.13-2011.12.27

设计地点：东港机房、教室

指导教师评语：

成绩：

签名：

年月日

1．课程设计目的

1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。

2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；

3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；

4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。

2．课程设计任务与要求：

任务

根据教材《数据结构-C语言描述》（耿国华主编）和参考书《数据结构题集（C语言版）》（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解和综合运用。

设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。

学生自选课题

学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度，有一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。学生自选课题需在17周前报课程设计指导教师批准方可生效。

要求：

1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。

2、.设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。

3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释;

4、每位同学需提交可独立运行的程序；

5 、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）；

6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。

3．课程设计说明书

一需求分析

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。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。以栈模拟停车场，以队列模拟停车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。

每一组输入数据包含三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息，汽车牌照号码以及汽车到达或离去的时刻。

对每一组输入数据操作后的输出结果为：①若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；②若是汽车离去，则输出汽车在停车场内的停留时间和应缴纳的费

用（在便道上停留的时间不收费）。

栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。

小组分工

题目停车场管理

丁冬梅车辆到达、车辆离开模块

张晶静

二概要设计

分析题目：

按照题目的要求，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。

因此，可以设计两个堆栈，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。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。

设计方案：

对于此停车场管理系统的实现，就是用两个堆栈来分别模拟停车场以及停车场内车辆为其它车辆让路时退出停车的临时停放地点。至于通道上车辆的停放则用一个链队列来实现，此时，通道上车

辆的离开或者进入停车场只需改变此链队列上的结点而已。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。

模块：

1.车辆到达模块

2.车辆离开模块

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、车辆的离开这两个函数模块。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，从调出的这四个函数中回到主函数结束整个程序的运行。

以上两个模块中，出现的调用的函数为：

void InitStack(SeqStackCar *s);/*初始化栈*/

int InitQueue(LinkQueueCar *Q);/*初始化通道*/

int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W);/*定义到达车辆函数*/

void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W);/*定义离开车辆函数*/三详细设计

（1）车辆信息的表示

车辆可看成是一个节点，设计成一个结构体，车辆信息包括：车牌号码，车辆的进站时间和离开停车的时间，定义如下：

typedef struct node{

char num[10]; //车牌号码

Time reach; //到站时间

Time leave; //离开时间

}CarNode;

（2）时间、栈和队列的定义

时间是由小时和分钟表示的，有两部分数据，所以，类似于复数的表示一样，设计两个变量分别存储小时和分钟。如：typedef struct time{

int hour;

int min;

}Time;

停车场内用栈表示：typedef struct NODE{

CarNode *stack[MAX+1]; //栈用顺序表示

int top; }SeqStackCar;

便道上的车辆表示：typedef struct car{

CarNode *data; // 便道上的车用链表表示 struct car *next; }QueueNode; typedef struct Node{

QueueNode *head; // 设置头指针、尾指针。。 QueueNode *rear;

}LinkQueueCar;

1、“到达”模块：到达时有两种情况，即车场是否满，未满则直接进入停车场；满时，到便道等待。

如图

车辆到达

停车场是否满

结束

进入停车场

进入便道

是

否

2、“离开”模块：离开时，当车库为空时，提示没有车，结束；否则车辆离开。如图

车辆离开

停车场是否空

结束

车辆离开

提示没有车

是

否否

便道是否有车

是车进入车场

四设计与调试分析

1 、这是停车场系统的登录界面

2 、车辆到达登记信息，为了便于观察，车场内最多可停3辆车，当停车场内已满时，只登记车牌号，然后进入便道上，即进入队列中。

3 、分别显示车场内和便道上的车辆信息情况。

4 、车场内车辆离开时，输入离开时间，然后计算、显示费用，如果便道上有车，则显示要进入车场内的车牌号码，同时登记时间。

五用户手册

本程序最主要的算法就是车辆到达登记的和车辆离开的。

○1车辆到达：int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W)

首先定义一个栈和队列的结构体指针为：*p , *t 。

然后申请一个车辆信息的内存空间，并把它赋给栈指针。

车辆到达时就输入车牌号，并通过if(Enter->top

来判断该车是进车场内还是进便道上，如果是进车场内就把top 加1，显示在车场内的位置，还要输入进车场的时间，然后把该节点进栈。如果是else 就显示该车要停在便道上，并进行进队列的操作。

○2车辆离开：void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W)

定义一个整型变量room 记录要离开车辆的位置，

定义两个栈指针和一个队列指针，

用个if(Enter->top>0) 确保栈不空，然后用个while(1) 确保输入的车辆离开位置的合法性。如果不和法，显示输入有误，要重新输入。

通过while(Enter->top>room) 判断离开车辆的位置，如果是中间位置，就要再用一个栈前面临时开出来的车，等要开出的车开出后，再把临时栈的车看进车场内，并要调用PRINT(p,room); 这个函数计算显示费用。

然后还要用if((W->head!=W->rear)&&Enter->top

如果有车就要显示进车场的车的车牌号，并登记进入时间。

并要进行相应的出队列和进栈操作。

六测试成果

原始界面

车辆1111于7:00驶入；车辆1110于8：00驶入

2. 车辆1001要停车，但停车场已满

3.车辆1111于10点驶出停车场。输出其停车位置，及停车费用

4.车辆1110于11点驶出停车场。输出其停车位置，及停车费用

七附录（源程序清单）

#include

#include

#include

#define MAX 3 // 停车场最大容量为3辆，便于观察#define price 0.05

typedef struct time{ // 定义时间结构体

int hour;

int min;

}Time;

typedef struct node{ // 定义车辆信息结构体

char num[10];

Time reach;

Time leave;

}CarNode;

typedef struct NODE{

CarNode *stack[MAX+1];

int top;

}SeqStackCar;

typedef struct car{

CarNode *data;

struct car *next;

}QueueNode;

typedef struct Node{

QueueNode *head;

QueueNode *rear;

}LinkQueueCar;

void InitStack(SeqStackCar *);

int InitQueue(LinkQueueCar *);

int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *);

void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *);

void List(SeqStackCar,LinkQueueCar);

void main()

{

SeqStackCar Enter,Temp;

LinkQueueCar Wait;

int ch;

system("color 4A");

InitStack(&Enter);

InitStack(&Temp);

InitQueue(&Wait);

while(1)

{

printf("\n §※§※§※§※§※§欢迎使用停车场系统.§※§※§※§※§※§\t\n\n");

printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 1. 车辆到达登记.※◎※◎※◎※◎\t\n");

printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 2. 车辆离开登记.※◎※◎※◎※◎\t\n");

printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 3. 车辆列表显示.※◎※◎※◎※◎\t\n");

printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 4. 退出系统.※◎※◎※◎※◎\t\n\n");

while(1)

{

printf(" 请选择: ");

scanf("%d",&ch);

if(ch>=1&&ch<=4)break;

else printf("\n 输入有误，请重新选择：1~4: ");

}

switch(ch)

{

case 1:Arrival(&Enter,&Wait); break;

case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait);break;

case 3:List(Enter,Wait);break;

case 4:exit(0);

default: break;

}

}

}

// 自定义函数

void InitStack(SeqStackCar *s){ // 栈的初始化

int i;

s->top=0;

for(i=0;i<=MAX;i++)

s->stack[s->top]=NULL;

}

int InitQueue(LinkQueueCar *Q){ // 队列的初始化

Q->head=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode)); if(Q->head!=NULL)

{

Q->head->next=NULL;

Q->rear=Q->head;

return(1);

}

}

void PRINT(CarNode *p,int room){ // 车辆收费

int A1,A2,B1,B2;

printf("\n车辆离开的时间:");

scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));

printf("\n离开车辆的车牌号为:");

puts(p->num);

printf("\n其到达时间为: %d:%d",p->reach.hour,p->reach.min);

printf("\n离开时间为: %d:%d",p->leave.hour,p->leave.min);

A1=p->reach.hour;

A2=p->reach.min;

B1=p->leave.hour;

B2=p->leave.min;

printf("\n应交费用为: %2.1f元",((B1-A1)*60+(B2-A2))*price);

free(p);

}

// 车辆的到达登记

int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W){

CarNode *p;

QueueNode *t;

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

flushall();

printf("\n请输入车牌号(例:豫B1234):");

if(Enter->top

{

Enter->top++;

printf("\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top);

printf("\n车辆到达时间:");

scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min));

Enter->stack[Enter->top]=p;

return(1);

}

else

{

printf("\n该车须在便道等待!有车位时进入车场");

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) { //车辆的离开 int room;

CarNode *p,*t;

QueueNode *q;

if(Enter->top>0) // 判断车场是否为空

{

while(1)

{

printf("\n请输入车在车场的位置/1--%d/：",Enter->top);

scanf("%d",&room);

if(room>=1&&room<=Enter->top) break;

else printf("\n 输入有误,请重输: ");

}

while(Enter->top>room) // 把要删除的车辆的前面的车开出来，进临时栈。

{

Temp->top++;

Temp->stack[Temp->top]=Enter->stack[Enter->top];

Enter->stack[Enter->top]=NULL;

Enter->top--;

}

p=Enter->stack[Enter->top]; 把要删除的车辆节点赋给p。

Enter->stack[Enter->top]=NULL;

Enter->top--;

while(Temp->top>=1) // 再把临时栈里德车辆进停车场

{

Enter->top++;

Enter->stack[Enter->top]=Temp->stack[Temp->top];

Temp->stack[Temp->top]=NULL;

Temp->top--;

}

PRINT(p,room); // 调用计费函数计费。。

if((W->head!=W->rear)&&Enter->top

{

q=W->head->next;

t=q->data;

Enter->top++;

printf("\n便道的%s号车进入车场第%d位置.",t->num,Enter->top);

printf("\n请输入%s号车进入车场的时间:",t->num);

scanf("%d:%d",&(t->reach.hour),&(t->reach.min));

W->head->next=q->next;

if(q==W->rear) W->rear=W->head;

Enter->stack[Enter->top]=t;

free(q);

}

else printf("\n便道里没有车.\n");

}

else printf("\n车场里没有车.");

}

void List1(SeqStackCar *S) //显示车场里的车辆情况

{

int i;

if(S->top>0)

{

printf("\n车场:");

printf("\n 位置到达时间车牌号\n");

for(i=1;i<=S->top;i++)

{

printf(" %d ",i);

printf(" %d:%d ",S->stack[i]->reach.hour,S->stack[i]->reach.min);

puts(S->stack[i]->num);

}

}

else printf("\n车场里没有车");

}

void List2(LinkQueueCar *W) //显示便道上的车辆情况{

QueueNode *p;

int i;

p=W->head->next;

if(W->head!=W->rear)

{

printf("\n等待车辆的号码为:");

for(i=1; (p!=NULL); i++)

{

printf("\n第%d 车辆.",i);

puts(p->data->num);

p=p->next ;

}

}

else printf("\n便道里没有车.");

printf("\n");

}

void List(SeqStackCar S,LinkQueueCar W) //显示,遍历

{

int flag,tag;

flag=1;

while(flag)

{

printf(" 查看车辆列表显示: ");

printf("\n 1.车场列表\n 2.便道列表\n 3.返回主菜单\n");

printf("\n请选择1~3:");

while(1)

{

scanf("%d",&tag);

if(tag>=1 && tag<=3) break;

else printf("\n 输入有误,请重新选择1~3:");

}

switch(tag)

{

case 1:List1(&S);break;

case 2:List2(&W);break;

case 3:flag=0; system("cls"); break;

default: break;

}

}

}

4.课程设计心得

通过这段时间的课程设计，本人对计算机的应用，数据结构的作用以及C语言的使用都有了更深的了解。尤其是C语言的进步让我深刻的感受到任何所学的知识都需要实践，没有实践就无法真正理解这些知识以及掌握它们，使其成为自己的财富。在理论学习和上机实践的各个环节中，通过自主学习和请教老师，我收获了不少。当然也遇到不少的问题，也正是因为这些问题引发的思考给我带了收获。从当初不喜欢上机写程序到现在能主动写程序，从当初拿着程序不只如何下手到现在知道如何分析问题，如何用专业知识解决实际问题的转变，我发现无论是专业知识还是动手能力，自己都有很大程度的提高。在这段时间里，我对for、while等的循环函数用法更加熟悉，逐渐形成了较好的编程习惯。在老师的指导帮助下，同学们课余时间的讨论中，这些问题都一一得到了解决。在程序的调试能力上，无形中得到了许多的提高。例如：头文件的使用，变量和数组的范围问题，定义变量时出现的问题等等。

在实际的上机操作过程中，不仅是让我们了解数据结构的理论知识，更重要的是培养解决实际问题的能力，所以相信通过此次实习可以提高我们分析设计能力和编程能力，为后续课程的学习及实践打下良好的基础。

通过这次我的收获如下

1、我知道了怎样去简化程序，减少他的时间复杂度和空间复杂度。还知道了怎样去完善程序，使其更具健壮性。

2、巩固和加深了对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

3、培养了我选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。

4、通过实际编译系统的分析设计、编程调试，掌握应用软件的分析方法。

5、通过课程设计，培养了我严肃认真的工作作风，逐步建立正确的生产观念、经济观念和全局观念。

根据我在实习中遇到得问题，我将在以后的学习过程中注意以下几点：

1、认真上好专业实验课，多在实践中锻炼自己。更让我懂得实践是检验和掌握真理的最好办法。

2、写程序的过程中要考虑周到，严密。

3、在做设计的时候要有信心，有耐心，切勿浮躁。

4、认真的学习课本知识，掌握课本中的知识点，并在此基础上学会灵活运用。

5、在课余时间里多写程序，熟练掌握在调试程序的过程中所遇到的常见错误，以便能节省调试程序的时间。