停车场管理问题课程设计计超完整实验报告1.docx
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停车场管理问题课程设计计超完整实验报告1
湖南工业大学
数据结构
课程设计
资料袋
计算机与通信学院学院(系、部)2010年学年第2学期
课程名称数据结构课程设计指导教师***职称**
学生姓名***专业班级***学号**********
题目停车场问题
成绩起止日期2010年6月30日~2010年7月4日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
源程序(电子文档)
1
4
5
6
湖南工业大学
课程设计
课程:
数据结构
题目:
停车场管理系统
专业:
计算机科学与技术
班级:
计算机***班
姓名:
***
2010年7月6日
课程设计任务书
2010学年第2学期
计算机与通信学院(系、部)计算机科学与技术专业计本093班级
课程名称:
数据结构(C语言版)
设计题目:
教学计划安排程序
完成期限:
自2010年6月30日至2010年7月4日共1周
内
容
及
任
务
一、设计的任务及主要技术参数
1编写教师工资管理系统。
2主要技术:
C语言中的模块化程序设计;顺序,分支和循环语句;数组,指针和文件等相关知识。
二、设计任务
1每组成员分工合作完成一个课程设计,每个人的任务不同;
2要求利用结构化程序设计方法以及C的编程思想来完成系统的设计;
3要求有欢迎界面、菜单、文件操作,数据使用数组、结构体、链表等均可,键盘操作或鼠标操作均可;
4要求在设计的过程中,按功能定义函数或书写多个文件,进行模块化设计,各个功能模块用函数的形式来实现;
5要求对各个功能模块进行算法设计,可用流程图表示算法思想;
6要求编程实现系统功能,并进行调试与测试,使系统能正常运行;
7要求源程序书写格式规范,可读性好,进行必要的注释,采用缩进格式;
8撰写课程设计说明书;
三、设计工作量
1根据问题描述,分析系统功能,划分功能模块,完成程序的数据设计,确定各模块函数名称;
2程序的函数设计
3函数编码及调试
4程序整体调试
5完成设计文档和课程设计说明书
进
度
安
排
起止日期
工作内容
第1天
根据问题描述,分析系统功能,划分功能模块,完成程序的数据设计,确定各模块函数名称
第2天
程序的函数设计
第3-4天
函数编码及调试
第5天
程序整体调试
第6天
完成设计文档和课程设计说明书
主
要
参
考
资
料
[1]谭浩强.C语言程序设计(第三版)[M].北京:
清华大学出版社,2005
[2]廖雷、罗代忠.C语言程序设计基础实验教程[M].北京:
高等教育出版社,2005
[3]谭浩强.C程序设计解题与上机指导(第三版)[M].北京:
清华大学出版社,2005
[4]廖雷等.C语言程序设计基础[M].北京:
高等教育出版社,2004
[5]谭浩强,张基温,唐永炎.C语言程序设计教程. 北京:
高等教育出版社,2003
指导教师(签字):
年月日
系(教研室)主任(签字):
年月日
实验题目:
停车场管理系统
一、要解决的问题
停车场是一条可以停放n辆车的狭窄通道,且只有一个大门汽车停放安到达时间的先后依次由北向南排列(大门在最南端,最先到达的第一辆车停在最北端)若停车场已经停满n辆车,后来的汽车在便道上等候,一旦有车开走,排在便道上的第一辆车可以开入;当停车场的某辆车要离开时,停在他后面的车要先后退为他让路,等它开出后其他车在按照原次序开入车场,每两停在车场的车要安时间长短缴费。
要求:
以栈模拟停车场,以队列车场外的便道,按照从终端输入的数据序列进行模拟管理。
每一组数据包括三个数据项:
汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码、以及到达或离去的时刻。
对每一组数据进行操作后的信息为:
若是车辆到达,则输出汽车在停车场的内或便道上的位置:
若是车辆离去则输出汽车在停车场内的停留时间和应缴纳的费用(在便道上的停留时间不收费)。
栈以顺序结构实现,队列以链表结构实现。
二、基本要求
(1)界面友好,函数功能要划分好
(2)总体设计应画一流程图
(3)程序要加必要的注释
(4)要提供程序测试方案。
三、算法基本思想描述
由于停车场是一个狭窄通道,而且只有一个大门可供汽车进出,问题要求汽车停车场内按车辆到达时间的先后顺序,依次由北向南排列。
由此很容易联想到数据结构中的堆栈模型,因此可首先设计一个堆栈,以堆栈来模拟停车场,我设计用顺序存储结构来存储停车场内的车辆信息,并给车辆按进栈顺序编号,当停车场内某辆车要离开时,在他之后进入的车辆必须先退出车场为它让路,待该辆车开出大门外,其他车辆再按原次序进入停车场。
这是个一退一进的过程,而且让道的汽车必须保持原有的先后顺序,因此可再设计一个堆栈,以之来暂时存放为出站汽车暂时让道的汽车。
当停车场满后,继续进来的汽车需要停放在停车场旁边的便道上等候,若停车场有汽车开走,则按排队的先后顺序依次进站,最先进入便道的汽车将会最先进入停车场,这完全是一个先进先出模型,因此可设计一个队列来模拟便道,队列中的数据元素设计成汽车的车牌号,并以链表的形式存储。
另外,停车场根据汽车在停车场内停放的总时长来收费的,在便道上的时间不计费,因此必须记录车辆进入停车场时的时间和车辆离开停车场时的时间,然后计算、显示费用情况。
四、详细设计
1.数据结构的设计
(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:
typedefstructnode{
charnum[10];//车牌号码
Timereach;//到站时间
Timeleave;//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:
typedefstructtime{
inthour;
intmin;
}Time;
停车场内用栈表示:
typedefstructNODE{
CarNode*stack[MAX+1];//栈用顺序表示
inttop;
}SeqStackCar;
便道上的车辆表示:
typedefstructcar{
CarNode*data;//便道上的车用链表表示
structcar*next;
}QueueNode;
typedefstructNode{
QueueNode*head;//设置头指针、尾指针。
。
QueueNode*rear;
}LinkQueueCar;
2.算法的设计思想及流程图
(1)主要函数的功能说明
1、voidInitStack(SeqStackCar*);//车辆节点进栈
当栈未满时,就把到达的车辆进栈。
2、intInitQueue(LinkQueueCar*);//车辆节点进队列
当栈满了时,车辆就进入便道上的队列中
3、intArrival(SeqStackCar*,LinkQueueCar*);//车辆到达登记
车辆到达时,先登记车辆车牌号码。
然后再判断停车场有没有停满,没停满就进栈,停满了就停在便道上,即进队列。
。
4、voidLeave(SeqStackCar*,SeqStackCar*,LinkQueueCar*);//车辆离开处理
通过输入离开车辆的位置处理,然后调用PRINT(CarNode*p,introom);函数进行收费。
。
然后再判断便道上有没有车,如果有,就把便道上的车进停车场内。
5、voidList(SeqStackCar,LinkQueueCar);//显示车场内和便道上的车辆情况
用个switch();函数选择显示车场内或是便道上的车辆情况。
包括对下面两个子函数的调用:
voidList1(SeqStackCar*S);
voidList2(LinkQueueCar*W);//分别为显示车场和便道上的车辆情况
6、voidPRINT(CarNode*p,introom);//车辆离开是的收费
这个函数由车辆离开的函数调用,以分钟计时算费,但只能计算当天之内的费用,如果第二天的话会导致计费为负或减少。
即只能当天停,当天开走。
。
(2)模块结构及流程图
下图为程序的主流程图,比较清晰的显示了程序的整个运行过程。
如:
图1.
开始
初始化两个栈Enter和Temp及一个队列Wait。
进入主菜单
车到达
车离开
退出
Room前车辆进临时栈
对room计费
便道车信息
车场内信息
判便道是否有车
车场是否为空
列表显示
栈Enter元素出栈
队列中元素进栈
队列Wait中元素出队
元素进栈Enter
便道车进车场
元素进队列Wait
判断栈是否为满
结束
退出列表显示
是
否
否
是
否
是
(3)主要模块算法描述
本程序最主要的算法就是车辆到达登记的和车辆离开的。
车辆到达:
intArrival(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。
车辆离开:
voidLeave(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并要进行相应的出队列和进栈操作。
五、源程序清单
#include
#include
#include
#defineMAX3//停车场最大容量为3辆,便于观察
#defineprice0.05
typedefstructtime{//定义时间结构体
inthour;
intmin;
}Time;
typedefstructnode{//定义车辆信息结构体
charnum[10];
Timereach;
Timeleave;
}CarNode;
typedefstructNODE{
CarNode*stack[MAX+1];
inttop;
}SeqStackCar;
typedefstructcar{
CarNode*data;
structcar*next;
}QueueNode;
typedefstructNode{
QueueNode*head;
QueueNode*rear;
}LinkQueueCar;
voidInitStack(SeqStackCar*);
intInitQueue(LinkQueueCar*);
intArrival(SeqStackCar*,LinkQueueCar*);
voidLeave(SeqStackCar*,SeqStackCar*,LinkQueueCar*);
voidList(SeqStackCar,LinkQueueCar);
voidmain()
{
SeqStackCarEnter,Temp;
LinkQueueCarWait;
intch;
system("color4A");
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;
elseprintf("\n输入有误,请重新选择:
1~4:
");
}
switch(ch)
{
case1:
Arrival(&Enter,&Wait);break;
case2:
Leave(&Enter,&Temp,&Wait);break;
case3:
List(Enter,Wait);break;
case4:
exit(0);
default:
break;
}
}
}
//自定义函数
voidInitStack(SeqStackCar*s){//栈的初始化
inti;
s->top=0;
for(i=0;i<=MAX;i++)
s->stack[s->top]=NULL;
}
intInitQueue(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);
}
elsereturn(-1);
}
voidPRINT(CarNode*p,introom){//车辆收费
intA1,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
intArrival(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):
");
gets(p->num);
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);
}
}
voidLeave(SeqStackCar*Enter,SeqStackCar*Temp,LinkQueueCar*W)
{//车辆的离开
introom;
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;
elseprintf("\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);
}
elseprintf("\n便道里没有车.\n");
}
elseprintf("\n车场里没有车.");
}
voidList1(SeqStackCar*S)//显示车场里的车辆情况
{
inti;
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);
}
}
elseprintf("\n车场里没有车");
}
voidList2(LinkQueueCar*W)//显示便道上的车辆情况
{
QueueNode*p;
inti;
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;
}
}
elseprintf("\n便道里没有车.");
printf("\n");
}
voidList(SeqStackCarS,LinkQueueCarW)//显示,遍历
{
intflag,tag;
flag=1;
while(flag)
{
printf("查看车辆列表显示:
");
printf("\n1.车场列表\n2.便道列表\n3.返回主菜单\n");
printf("\n请选择1~3:
");
while
(1)
{
scanf("%d",&tag);
if(tag>=1&&tag<=3)break;
elseprintf("\n输入有误,请重新选择1~3:
");
}
switch(tag)
{
case1:
List1(&S);break;
case2:
List2(&W);break;
case3:
flag=0;system("cls");break;
default:
break;
}
}
}
六、测试数据及测试结果
以下是程序运行的界面截图,显示了运行的一些主要过程。
。
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