停车场管理实验报告.docx
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停车场管理实验报告
HUNANUNIVERSITY
课程实验报告
题目：
停车场管理
学生姓名：
学生学号：
专业班级：
指导老师：
完成日期：
一．需求分析
1.输入形式
第一次输入一个正整数，代表停车场容量大小。
然后输入三个值，分别为字符、正整数、正整数，中间用空格隔开，分别代表车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以及到达或离去的时刻。
其中字符必须为“A,D,E”三者之一。
输入格式为：
“A15”、“D115”和“E00“。
当用户输入的字符不是ADE或者输入的不是正整数时，提示用户输入错误并重新输入
2.输出形式
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；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。
（注：
本程序中默认停车一小时收费10元）
3.程序功能
本程序可通过用户输入的车辆信息，输出该车的停车位置或者停车时间及应缴费用
4.测试数据
请输入停车场容量：
5
A11车停在停车场第1个位置
A22车停在停车场第2个位置
A66车停在停车场第3个位置
D14停车时间：
3缴纳费用：
￥30
D26停车时间：
3缴纳费用：
￥30
FC19.5输入有误，请重新输入
E00
二．概要设计
1.抽象数据类型
将每辆车模拟成一个对象，每个对象具有车牌号时间等属性，所以定义一个Car类存储这些信息
classCar
{
public:
intCarNumber;//车牌号码
intArriveTime;//到达时间
intLeaveTime;//离开时间
}
使用栈模拟停车场，其ADT设计：
ADTstack
数据对象：
Car类
数据关系：
线性关系
基本操作：
voidclear（）;//栈的初始化
boolpush（constCar&item）;//栈的插入操作
boolpop（Car&it）;//栈的删除操作
booltopValue（Car&it）//栈的顶层元素
intlength（）const
{returnsize};//栈的实际长度
使用队列模拟场外通道，其ADT设计如下：
ADTQueue
数据对象：
Car类
数据关系：
线性关系
基本操作：
voidclear（）;//队列的初始化
boolenqueue（constCar&it）;//入队
booldequeue（Car&it）;//出队
intlength（）const
{returnsize;};//队列的长度
2.算法基本思想
①在该程序中，对停车场和场外通中每辆车停车的编号而言，他们有唯一的第一个元素和最后一个元素，而且除第一个元素以外的每个元素都有唯一的后继，除最后一个元素以外的每个元素都有唯一的前驱。
因此这些元素具有线性关系。
而且，对于停车场里面的汽车，他们逻辑次序是“先进后出，后进先出“的，且只在表头作插入和删除，所以可以使用栈来模拟停车场。
而在场外通道中的汽车，他们是”先进先出”的，在一端插入另一端删除操作，所以可以用队列来模拟场外通道。
当汽车离开时，在它之后进入的车辆必须先退出再按原次序进入停车场，所以需要定义另外一个临时栈存储这些元素。
（本算法按用户输入的顺序进行车辆的停放，不是按车牌号码依次停放）
②
（1）当有汽车需要进停车场停车时，进行入栈操作，若停车场已满，即栈已满，则将车停在场外通道里，进行入队操作，并记下此时的时间ArriveTime；
（2）当有汽车需要离开停车场时，对该车对应的元素进行出栈操作，并将后面进来的车辆所对应的元素进行出栈操作，将这些元素（除了需要离开的车对应的元素）存入另外一个栈，即为需要离开停车场的车让道，并记下此时的时间LeaveTime；
（3）在需要离开停车场的车成功离开停车场时，将存储在临时栈的那些元素按照原来的顺序依次插入原来的栈；
（4）如果队列不为空（即停车场场外通道上有车，这些车需要进入停车场停车），进行入栈操作,即进行
（1）操作；
（5）通过LeaveTime与ArriveTime的差计算停车时间和停车费用（本程序默认停车每小时10元）；
3.程序基本流程
程序由个基本模块组成：
输入模块：
输入停车场的容量和车辆的相关信息；
停车模块：
根据车的信息，将该车对应的元素进行入栈操作；
离开模块：
根据车的信息，将该车对应的元素进行出栈操作，并将后面的元素存入一个临时栈中；
输出模块：
输出该车停车位置或停车费用；
三．详细设计
1.物理数据类型
1停车场容量为正整数，使用整型数据存储n；
2对于剩下的输入使用字符型、整型、整型存储，并将相应数据存入Car类
classCar
{
public:
intCarNumber;//车牌号码
intArriveTime;//到达时间
intLeaveTime;//离开时间
}
③定义一个Link类用来存储元素值element及下一个存储表中下一个节点指针的next域，其ADT设计如下：
templateclassLink
{
public:
Carelement;
Link*next;
Link（constCar&elemval,Link*nextval=NULL）
{
element=elemval;
next=nextval;
}
Link（Link*nextval=NULL）
{
next=nextval;
}
};
④由于停车场容量一定，即栈空间大小不变，所以可以选用顺序表实现栈
classAStck:
publicStack//
{
private:
intsize;//栈的长度
inttop;//栈顶元素
Car*listArray;//顺序表保存栈元素
public:
AStack（intsz）
{size=sz;top=0;listArray=newCar[sz];}//构造函数
~AStack（）{delete[]listArray;}//析构函数
voidclear（）{top=0;}//栈的清空
boolpush（constCar&item）
{
if（top==size）returnfalse;
else
{listArray[top++]=item;returntrue;}
}//栈的插入
boolpop（Car&item）
{
if（top==0）returnfalse;
else
{
item=listArray[-top];returntrue;
}
}//栈的删除
booltopValue（Car&it）const
{
if（top==0）returnfalse;
else
{it=listArray[top-1];returntrue;}
}//获取栈顶元素
intlength（）const{returntop;}//栈的长度
};
⑤由于该队列中元素添加操作和删除操作比较多，所以使用链式队列实现队列：
templateclassQueue:
publicLink
{
private:
intsize;
Link*front;
Link*rear;
public:
LQueue（intsz）{front=NULL;rear=NULL;size=0}
~Lqueue（）{delete[]front;delete[]rear;};
voidclear（）
{while（front!
=NULL）
{rear=front;
front=front->next;
deleterear;
}
rear=NULL;size=0;
}//队列的清空
boolenqueue（constCar&it）
{
if（rear=NULL）
front=rear=newLink（itNULL）;
else
{
rear->next=newLink（it,NULL）;
rear=rear->next;
}
size++;
returntrue;
}//入队
booldequeue（Car&it）
{
if（size==0）returnfalse;
it=front->element;
Link*ltemp=front;
front=front->next
deleteltemp;
if（front==NULL）rear=NULL;
siz--;
returntrue;
}//出队
intlength（）const{returnsize;}//队列的长度
}
2.算法具体步骤
（park为停车场对应的栈，out指临时栈，line指队列）
charc;
input（c）;//输入汽车停车或者离开或者结束；
input（num）;//输入汽车编号
input（time）;//输入汽车进入或离开时间
CarC[100];//Car的对象数组
while
（1）//停车
{
switch（c）
{
case（'A'）//进入停车场
{
if（parkisFULL）//停车场已满
{enqueue（C[num-1]）;output（line.length（））}
//输出停车位置
else{
park.push（C[a-1]）;
C[a-1].ArriveTime=b;
C[a-1].carNumber=a;
output（park.length（））//输出停车位置
}
}break;
case（’D’）//离开
{
C[a-1].LeaveTime=b;
C[a-1].carNumber=a;//进来与离开时间
for（inti=0;i//为要离开的车开道
{
park.pop（C[i]）;//先删除前面的元素
out.push（C[i]）;//将前面的元素存至临时栈中
park.topValue（C[i]）;//
}
while（out.length（）!
=0）//将车复原
{
for（inti=0;i{
out.pop（C[i]）;
park.push（C[i]）;
}
}
if（line.length（）!
=0）//将在通道内的车停进停车场
{
for（intj=a;j{
line.dequeue（C[j]）;
park.push（C[j]）;}
output（C[a-1].LeaveTime-C[a-1].ArriveTime）；
//输出停留时间
output（10*（C[a-1].LeaveTime-C[a-1].ArriveTime））；
//输出停车费用
}break;
case‘E’:
return0;//输入‘E’时结束
}
3.算法时空分析
在该程序中，栈的插入的时间复杂度为Ɵ
（1），而对栈中元素进行删除时，需要对该元素后面的所有元素都进行删除，并将他们存入另外一个临时栈中，到该元素顺利删除完毕时又重新存入原栈中，所以栈的删除的时间复杂度为Ɵ（n2）；
4.输入输出格式
（停车费用每小时10元）
输入：
5
A11
A66
D14
E00
输出：
车停在停车场第1个位置
车停在场外通道第2个位置
停车时间：
3缴纳费用：
￥30
四．调试分析
在使用类模板时，第一次没有使用模板参数列表，导致程序运行出错，后来将Car改成classCar后纠正了这个错误
五．测试结果
程序测试时界面截图如下：
六．用户使用说明
1.本程序用来处理停车场的问题；
2.运行程序后，需要要求进行输入，如若输入错误，系统提示输入错误请重新输入，第一次输入停车场容量，接下来请输入车辆相关信息；
3.车辆相关信息中用空格隔开，第一个输入‘A’或‘D’或‘E’，分别表示停车，车离开停车场和结束程序，第二个输入车牌号码，第三个输入到达停车场时间或离开停车场时间。
七．实验心得
通过这次实验，我掌握了栈和队列的ADT设计，以及如何用它们来解决问题
附录代码：
#include
usingnamespacestd;
intjudge（）;
classCar
{
public:
intcarNumber;
intArriveTime;
intLeaveTime;
};
classStack
{
private:
intsize;
inttop;
Car*listArray;
public:
intmaxsize（）{returnsize;};
Stack（intsz）
{
size=sz;
top=0;
listArray=newCar[sz];
}
~Stack（）
{
delete[]listArray;
}
voidclear（）
{
top=0;
}
voidpush（constCar&it）
{
if（top==size）;
elselistArray[top++]=it;
}
voidpop（Car&it）
{
if（top==0）;
elseit=listArray[--top];
}
voidtopValue（Car&it）const
{
if（top==0）
;
elseit=listArray[top-1];
}
intlength（）{returntop;}
};
templateclassLink
{
public:
Carelement;
Link*next;
Link（constCar&elemval,Link*nextval=NULL）
{
element=elemval;
next=nextval;
}
Link（Link*nextval=NULL）
{
next=nextval;
}
};
templateclassQueue:
publicLink
{
private:
intsize;
Link*front;
Link*rear;
public:
Queue（）{front=NULL;rear=NULL;size=0;}
~Queue（）
{
delete[]front;
delete[]rear;
};
voidclear（）
{
while（front!
=NULL）
{
rear=front;
front=front->next;
deleterear;
}
rear=NULL;size=0;
}//队列的清空
voidenqueue（constCar&it）
{
if（rear==NULL）
front=rear=newLink（it,NULL）;
else
{
rear->next=newLink（it,NULL）;
rear=rear->next;
}
size++;
}//入队
voiddequeue（Car&it）
{
if（size==0）
;
it=front->element;
Link*ltemp=front;
front=front->next;
delete[]ltemp;
if（front==NULL）rear=NULL;
size--;
}//出队
intlength（）const{returnsize;}
};//队列的长度
intmain（）
{
intn;
cout<<"请输入停车场容量：
";
n=judge（）;
while（n<=0）
{
cout<<"输入有误，请重新输入。
\n请输入停车场容量：
";
n=judge（）;
}
CarC[100];Stackpark=Stack（n）;Stackout=Stack（n）;Queueline;
CartopCar;
while
（1）//停车
{
charc;//停车or离开
inta;//汽车车牌号码
intb;//到达时间or离开时间
cout<<"请输入车辆相关信息：
";
cin>>c>>a>>b;
switch（c）
{
case'A':
{
if（park.length（）{
park.push（C[a-1]）;
C[a-1].ArriveTime=b;
C[a-1].carNumber=a;
cout<<"该车停在第停车场第"<}
elseif（park.length（）==n+1）
{
line.enqueue（C[a-1]）;//停车场已满
cout<<"该车停便道外第"<}
}break;
case'D':
{
C[a-1].LeaveTime=b;C[a-1].carNumber=a;
for（inti=0;i{
park.pop（C[i]）;
out.push（C[i]）;
park.topValue（C[i]）;
}
while（out.length（）!
=0）//将车复原
{
for（inti=0;i{
out.pop（C[i]）;
park.push（C[i]）;
}
}
if（line.length（）!
=0）//将在通道内的车停进停车场
{
for（intj=a;j{
line.dequeue（C[j]）;
park.push（C[j]）;
}
}
cout<<"该车停车时间为"<cout<<"需要缴纳停车费用为"<<10*（C[a-1].LeaveTime-C[a-1].ArriveTime）<<"元\n\n";
}break;
case'E':
return0;
default:
{
cout<<"输入有误，请重新输入：
\n";
}break;
}
}
return0;
}
intjudge（）
{
//对输入的合法性进行判断并返回有效的输入
inttemp;
cin.sync（）;//清空输入流缓冲区
cin>>temp;
while
（1）
{
if（cin.fail（）||cin.bad（）||cin.get（）!
='\n'）//验证输入是否合法，其中cin.fail（）和cin.bad（）解决输入字符串和溢出的问题
cout<<"输入有误，请重新输入。
\n请输入停车场容量：
";//cin.get（）检查输入流中是否还有字符（如果有就表示输入的是形如123r或12.3的错误
elsebreak;//输入合法则跳出循环
cin.clear（）;//清空输入流缓冲区标志位，以免影响下次输入
cin.sync（）;
cin>>temp;
}
returntemp;
}
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