实验二

华北水利水电大学数据结构实验报告2014～2015学年第一学期2012级计算机科学与技术专业班级：学号：姓名：实验二栈和队列及其应用一、实验题目：栈和队列及其应用——停车场管理二、实验内容：设停车场是一个可停放n辆车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。

汽车在停车场内按车辆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停放在车场的最北段），若停车厂内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车迹可开入；停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车连必须先退出车厂为它让路，待该车辆开出大门外，其他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时必须按它停留的时间长短缴纳费用。

编写按上述要求进行管理的模拟程序。

可以将停车场定义成一个顺序栈s0，便道定义成一个链队列q，而停车场中的某辆车要离开，则在它后面进停车场的车必须让道，让其离开，所以必须有一个临时的顺序栈s1，存放让道的车辆。

当有车辆进停车场时，若栈s0不满，则直接进入栈s0；若栈s0满，则进入便道（链队列q）。

若有s0中车辆x离开时，先让在x后面进栈的车从s0退栈并进入栈s1中，让x离开并收取停车费（在便道上停留的时间不收费），然后再把s1中所有元素退栈并重新进入s0栈，最后，将链队列q中的队头元素出队并进栈到s0中。

三、程序设计过程及源代码：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>#define MaxSize 5typedef int ElemType;typedef struct //停车场存储,临时车辆存储（顺序栈）{ElemType data[MaxSize];int top;}SqStack;typedef struct qnode //便道车辆存储（链队列）{ElemType data;struct qnode *next;}QNode;typedef struct{QNode *front;QNode *rear;}LiQueue;clock_t start[MaxSize],end[MaxSize];//用于存放时间的数组//----------------------------------------------------------------顺序栈函数void InitStack(SqStack *&s) //初始化栈{s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));s->top=-1;}void DestroyStack(SqStack *&s) //销毁栈{free(s);}bool StackEmpty(SqStack *s) //判断栈是否为空{return(s->top==-1);}bool StackIsFull(SqStack *s) //判断栈是否已满{return(s->top==MaxSize-1);}bool Push(SqStack *&s,ElemType e) //进栈{if(s->top==MaxSize-1)return false;s->top++;s->data[s->top]=e;return true;}bool Pop(SqStack *&s,ElemType &e) //出栈{if(s->top==-1)return false;e=s->data[s->top];s->top--;return true;}bool GetTop(SqStack *s,ElemType &e) //取得顶点元素的值{if(s->top==-1)return false;e=s->data[s->top];return true;}bool PrintStack(SqStack *s) //输出栈{if(s->top==-1)return false;int i=0;for(;i<s->top;i++)printf("%d,",s->data[i]);printf("%d\n",s->data[i]);return true;}//-------------------------------------------------------------------------链队列函数void InitQueue(LiQueue *&q) //初始化队列{q=(LiQueue *)malloc(sizeof(LiQueue));q->front=q->rear=NULL;}void DestroyQueue(LiQueue *&q) //销毁队列{QNode *p=q->front,*r;if(p!=NULL){r=p->next;while(r!=NULL){free(p);p=r;r=p->next;}}free(p);free(q);}void enQueue(LiQueue *&q,ElemType e) //进队列{QNode *p;p=(QNode *)malloc(sizeof(QNode));p->data=e;p->next=NULL;if(q->rear==NULL) //若链队为空，则新节点既是队首节点又是队尾节点q->front=q->rear=p;else{q->rear->next=p;q->rear=p;}}bool deQueue(LiQueue *&q,ElemType &e) //出队列{QNode *t;if(q->rear==NULL)return false;t=q->front;if(q->front==q->rear)q->front=q->rear=NULL;elseq->front=q->front=q->front->next;e=t->data;free(t);return true;}bool PrintQueue(LiQueue *q) //输出队列{if(q->rear==NULL)return false;QNode *t=q->front;for(;t!=q->rear;t=t->next)printf("%d,",t->data);printf("%d\n",t->data);return true;}//-----------------------------------------------------------------------------其他函数void InChang(SqStack *&s,ElemType e,LiQueue *&q,clock_t start[]) //车辆进场，若停车场已满，则停在过道{if(Push(s,e)==false)enQueue(q,e);else if(start[s->top]==0)start[s->top]=clock();}bool OutChang(SqStack *&s0,SqStack *&s1,ElemType num,LiQueue *&q,clock_t end[],int &top) {ElemType e=0;if(StackEmpty(s0)==true) //车出停车场{printf("停车场无车辆！");return false;}else //找到要出停车场的车for(GetTop(s0,e);e!=num&&s0->top>-1;GetTop(s0,e)){Pop(s0,e);Push(s1,e);}if(s0->top==-1) {printf("该存车牌号不存在！\n");return false;} if(e==num) //要出停车场的车出场，并且其他车辆进场{top=s0->top;end[s0->top]=clock();Pop(s0,e);for(;s1->top>-1;) //让道车辆进场{Pop(s1,e);Push(s0,e);}if(q->rear!=NULL) //判断是否存在过道车辆，若存在，则过道车辆出队列进场{deQueue(q,e); //过道车辆出队列Push(s0,e); //过道车辆进场}}return true;}//----------------------------------------------------------------------------主函数void main(){ElemType e;int top;SqStack *s0,*s1;InitStack(s0);InitStack(s1);LiQueue *q;InitQueue(q);InChang(s0,1,q,start); //车辆进场，若停车场已满，则停在过道InChang(s0,2,q,start);InChang(s0,3,q,start);InChang(s0,4,q,start);InChang(s0,5,q,start);InChang(s0,6,q,start);InChang(s0,7,q,start);InChang(s0,8,q,start);InChang(s0,9,q,start);if(!StackEmpty(s0)) //输出场内元素{printf("此时场内车辆从北到南依次是：");PrintStack(s0);}else printf("停车场内无车辆！\n");if(q->rear!=NULL) //输出过道内元素{printf("此时过道内车辆从里到外依次是：");PrintQueue(q);}else printf("过道内无车辆！\n");printf("请输入要出场车辆：");scanf("%d",&e);if(OutChang(s0,s1,e,q,end,top)) //指定车辆出场，其他车辆进场,输出停车时间printf("停车时间为：%ld秒\n",(end[top]-start[top])/CLOCKS_PER_SEC);if(!StackEmpty(s0)) //指定车辆出场，其他车辆进场后，此时场内车牌号{printf("此时场内车辆从北到南依次是：");PrintStack(s0);}if(q->rear!=NULL) //输出过道内元素{printf("此时过道内车辆从里到外依次是：");PrintQueue(q);}}四、测试结果（程序运行结果采用截图的方式打印）：五、小结（包括收获、心得体会、存在的问题及解决问题的方法、建议等）在这次实验中，通过两个栈和一个队列解决了停车场停车问题。