数据结构停车场问题实验报告.docx
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数据结构停车场问题实验报告
数据结构课程设计
——停车场管理问题
姓名：
学号：
1、问题描述
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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、流程图
6、详细设计
1.本程序主要包含四个模块
1）主程序模块
intmain（）{
Initialization（）;
CarNodecar;
SqStackPark,TempPark;
LinkQueueQ;
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;
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"）;
return0;
2）分别构造空栈和空队列
栈：
StatusInitStack（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;
returnOK;
}
队列：
StatusInitQueue（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=0;
returnOK;
3）车辆到达处理
StatusArrive（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）;
returnOK;
}
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"）;
returnOK;
}
else{
printf（"时间输入有误，请重新输入!
\n"）;
returnFALSE;
}
}
4）车辆离开处理
StatusLeave（SqStack&S,SqStack&TempS,LinkQueue&Q,CarNode&e）
{ //车辆离开处理
CarNodea;
intleatime,leanum;
intentertime; //进入停车场时间
intcost;
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"）;
returntrue;
}
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停留时间:
%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停留时间:
%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.time 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）;
}
}
elseif（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）;
}
}
returntrue;
2．主要设计程序如下
#include
#include
#include
#defineMAX2 //停车场容量
#defineprice2 //单价
#defineOK1
#defineFALSE0
#defineTRUE1
#defineERROR-1
#defineOVERFLOW-2
typedefintStatus;
//=====================================================================
typedefstructCarNode{
charevent;
intnum;
inttime;
}CarNode; //车辆信息结点
typedefstructSqStack{
CarNode*base;
CarNode*top;
intStacksize;
}SqStack; //栈（停车场）
typedefstructQNode{
CarNodedata;
structQNode*next;
}QueueNode; //便道结点
typedefstructLinkQueue{
QueueNode*front;
QueueNode*rear;
intqueuesize;
}LinkQueue; //队列（便道）
//=====================================================================
StatusInitStack（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;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusInitQueue（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=0;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusGetTop（SqStackS,CarNode&e）{ //返回栈顶元素
if（S.top==S.base）
returnERROR;
e=*（S.top-1）;
returnTRUE;
}
//=====================================================================
StatusPop（SqStack&S,CarNode&e）{ //删除栈顶元素
if（S.top==S.base）
returnERROR;
e=*--S.top;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusPush（SqStack&S,CarNodee）{//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）
returnFALSE;
*S.top++=e;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusDeQueue（LinkQueue&Q,CarNode&e）{ //删除队头元素（带头结点）
if（Q.rear==Q.front）
returnERROR;
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--;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusEnQueue（LinkQueue&Q,CarNodee）{ //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++;
returnOK;
}
//=====================================================================
StatusCheck_Stack（SqStack&S,CarNodee）{//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））
returnFALSE;
else
returnTRUE;
}
//=====================================================================
StatusCheck_Queue（LinkQueue&Q,CarNodee）{//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））
returnFALSE;
else
returnTRUE;
}
//=====================================================================
StatusArrive（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
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