数据结构课程设计停车场管理.docx
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数据结构课程设计停车场管理
数据结构课程设计报告
学校：
中南大学
学院：
信息科学与工程学院
班级：
计算机科学与技术1101班
姓名：
杜茂鹏
课题：
停车场管理系统
时间：
2013年7月3日
1．设计目的
2．问题描述
3．设计要求
4．设计构思
5．算法说明
6．复杂度说明
7．测试结果
8．总结反思
9．源程序
1设计目的
1）了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力；
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）进行全面综合的训练，对课堂教学、实验等环节的有益补充。
5）提高解决实际问题和培养软件工作所需的动手能力。
6）深化理解和灵活掌握教学内容
7）进行软件工程的综合训练。
训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
2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。
3设计要求
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。
4设计构思
根据题目要求，停车场只有一个大门，因此可用一个栈来模拟：
当栈满后，继续来的车只能停在便道上，根据便道停车的特点，可知这可以用一个队列来实现，先排队的车先离开便道进入停车场。
由于排在停车场的车可以离开并要求后面的车辆都离开停车场，让此车离去。
再让后面的车辆依原来的次序进入停车场，因此在一个栈和一个队列的基础上还需要有一个地方（车辆规避所）保存为了让路离开的车辆，很显然着也应该用一个栈来模拟。
因此，本题中用到俩个栈和一个队列。
对于停车场和车辆规避所，有车辆进入和车辆离开俩个过程，这就是是进栈出栈操作，只是还允许排在中间的车辆离开，因此在栈中需要查找。
对于便道，也有如队列和出队列操作，同样允许排在中间的车辆先离开队列。
这样基本动作只需利用栈和队列的基本操作即可。
整个操作过程是：
当输入数据表示有车辆到达时，则判断栈是否满，若未满则新数据进栈，数据包括时间和车牌号；否则，将数据放在队尾，表示车辆在道上等待。
当输入数据表示有车辆离开时，就在栈中寻找是不是有此车牌号的车辆，若有就让其离开，并根据时间计费；若没有，就在便道上找，否则反映出错信息。
当离开停车场的车辆位于栈的中间时，必须先将此位置到栈顶之间的所有数据转到车辆规避所中，然后安排车辆出栈，最后将一个栈中的数据倒回倒停车场栈中。
在模拟停车场管理时还要注意，如果停车长栈中没有车辆停放时数据输入仍然要求车辆退出，则显示出错信息，程序中停车场的停车数为N，便道不做要求。
且每经过一次操作都要显示当前停车场的状况。
5算法说明
2．算法说明
（1）功能模块说明：
停车场管理系统含有三个模块，即：
车辆到达、离开、列表显示
（2）以模块为单位分析算法
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。
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3。
3.“显示”模块：
显示模块有两个显示选项，即：
车场与便道。
6复杂度说明
说明：
对时间复杂度的分析，均指在最坏情况下的时间复杂度。
在栈结构中：
（1）初始化栈（即车库），使车库为空的，此时,时间复杂度=O（max）。
（2）停车最坏的情况是要车位已经满，此时,时时间复杂度=O
（1）。
（3）关于车辆离开的时间复杂度=O（max）。
（4）车场信息的显示的时间复杂度=O
（1）。
在队列结构中：
（1）出场车的信息的时间复杂度＝O
（1）。
（2）判断通道上是否有车及车站是否已满，此时，时间复杂度O=（max）。
（3）车辆停车费用的时间复杂度O=
（1）。
7测试结果
1）车辆到达
2）车辆离开
3）列表查看
8总结反思
通过本次课程设计，我对数据结构的理解进一步加深，我理解和掌握了每一段程序代码的功能及含义，并且能够实现模拟停车场管理的主要功能：
利用栈实现车的入库问题，利用队列完成车在便道上停放的问题，主要是通过栈和队列的初始化，调用等函数来模拟停车问题。
学习数据结构，我学会如何将所学的知识运用到实际中，解决一些实际的问题，这才是学习的根本。
当然在实验中我也遇到了不少实际性的问题，比如车辆停车的时间hour限制在24小时，min限制在60分钟之内，如果加入日期计算就更好了；在便道上等待的车辆，车主不可能无限制的等待，应该编写一个便道上车辆离开的函数更合理些。
编写的程度要与实际有联系，这就不能只依赖于课本，还要联系实际多多思考，重复调试，不断改进，才能编出一个符合实际的有价值的系统。
9源程序
#include
#include
#include
/*------------------------------------------------------------------------------*/
#defineMAX3/*车库容量*/
#defineprice0.05/*每车每分钟费用*/
typedefstructtime{
inthour;
intmin;
}Time;/*时间结点*/
typedefstructnode{
charnum[10];
Timereach;
Timeleave;
}CarNode;/*车辆信息结点*/
typedefstructNODE{
CarNode*stack[MAX+1];
inttop;
}SeqStackCar;/*模拟车场*/
typedefstructcar{
CarNode*data;
structcar*next;
}QueueNode;
typedefstructNode{
QueueNode*head;
QueueNode*rear;
}LinkQueueCar;/*模拟通道*/
/*------------------------------------------------------------------------------*/
voidInitStack（SeqStackCar*）;/*初始化栈*/
intInitQueue（LinkQueueCar*）;/*初始化便道*/
intArrival（SeqStackCar*,LinkQueueCar*）;/*车辆到达*/
voidLeave（SeqStackCar*,SeqStackCar*,LinkQueueCar*）;/*车辆离开*/
voidList（SeqStackCar,LinkQueueCar）;/*显示存车信息*/
/*------------------------------------------------------------------------------*/
intmain（）
{
SeqStackCarEnter,Temp;
LinkQueueCarWait;
intch;
InitStack（&Enter）;/*初始化车站*/
InitStack（&Temp）;/*初始化让路的临时栈*/
InitQueue（&Wait）;/*初始化通道*/
while
（1）
{
printf（"\n1.车辆到达"）;
printf（"2.车辆离开"）;
printf（"3.列表显示"）;
printf（"4.退出系统"）;
while
（1）
{
scanf（"%d",&ch）;
if（ch>=1&&ch<=4）break;
elseprintf（"\npleasechoose：
1|2|3|4."）;
}
switch（ch）
{
case1:
Arrival（&Enter,&Wait）;break;/*车辆到达*/
case2:
Leave（&Enter,&Temp,&Wait）;break;/*车辆离开*/
case3:
List（Enter,Wait）;break;/*列表打印信息*/
case4:
exit（0）;/*退出主程序*/
default:
break;
}
}
}
/*------------------------------------------------------------------------------*/
voidInitStack（SeqStackCar*s）/*初始化栈*/
{
inti;
s->top=0;
for（i=0;i<=MAX;i++）
s->stack[s->top]=NULL;
}
intInitQueue（LinkQueueCar*Q）/*初始化便道*/
{
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）/*打印出场车的信息*/
{
intA1,A2,B1,B2;
printf（"\n请输入离开的时间:
/**:
**/"）;
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（"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）;
}
intArrival（SeqStackCar*Enter,LinkQueueCar*W）/*车辆到达*/
{
CarNode*p;
QueueNode*t;
p=（CarNode*）malloc（sizeof（CarNode））;
_flushall（）;
printf（"\n请输入车牌号:
"）;
gets（p->num）;
if（Enter->top{
Enter->top++;
printf（"\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top）;
printf（"\n请输入到达时间:
/**:
**/"）;
scanf（"%d:
%d",&（p->reach.hour）,&（p->reach.min））;
Enter->stack[Enter->top]=p;
return
（1）;
}
else/*车场已满,车进便道*/
{
printf（"\n该车须在便道等待!
"）;
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）
{/*车辆离开*/
inti,room;
CarNode*p,*t;
QueueNode*q;
/*判断车场内是否有车*/
if（Enter->top>0）/*有车*/
{
while
（1）/*输入离开车辆的信息*/
{
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;
}
while（Enter->top>room）/*车辆离开*/
{
Temp->top++;
Temp->stack[Temp->top]=Enter->stack[Enter->top];
Enter->stack[Enter->top]=NULL;
Enter->top--;
}
p=Enter->stack[Enter->top];
Enter->stack[Enter->top]=NULL;
Enter->top--;
while（Temp->top>=1）
{
Enter->top++;
Enter->stack[Enter->top]=Temp->stack[Temp->top];
Temp->stack[Temp->top]=NULL;
Temp->top--;
}
PRINT（p,room）;
/*判断通道上是否有车及车站是否已满*/
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请输入现在的时间/**:
**/:
"）;
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."）;/*没车*/
}
voidList1（SeqStackCar*S）/*列表显示车场信息*/
{
inti;
if（S->top>0）/*判断车站内是否有车*/
{
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）/*列表显示便道信息*/
{
QueueNode*p;
p=W->head->next;
if（W->head!
=W->rear）/*判断通道上是否有车*/
{
printf（"\n等待车辆的号码为:
"）;
while（p!
=NULL）
{
puts（p->data->num）;
p=p->next;
}
}
elseprintf（"\n便道里没有车."）;
}
voidList（SeqStackCarS,LinkQueueCarW）
{
intflag,tag;
flag=1;
while（flag）
{
printf（"\n请选择1|2|3:
"）;
printf（"\n1.车场\n2.便道\n3.返回\n"）;
while
（1）
{
scanf（"%d",&tag）;
if（tag>=1||tag<=3）break;
elseprintf（"\n请选择1|2|3:
"）;
}
switch（tag）
{
case1:
List1（&S）;break;/*列表显示车场信息*/
case2:
List2（&W）;break;/*列表显示便道信息*/
case3:
flag=0;break;
default:
break;
}
}}
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