数据结构课程设计停车场管理系统.docx
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数据结构课程设计停车场管理系统.docx
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数据结构课程设计停车场管理系统
停车场管理
专业班级:
XXXXXXX
学号:
XXXXXXX
姓名:
XXXXXXX
指导教师:
XXXXXXX
课程设计时间:
XXXXXXX
计算机专业数据结构课程设计任务书
学生姓名
XXXXXX
专业班级
XXXXXX
学号
XXXXXX
题目
停车场管理系统
课题性质
工程设计
课题来源
XXXXXX
指导教师
XXXXXX
同组姓名
XXXXXX
主要内容
一、设计的任务及主要技术参数
1编写停车场管理系统。
2主要技术:
C语言中的模块化程序设计;数据结构中的栈、队列
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
任务要求
1、系统应具备的功能:
(1)停车场的车位管理
(2)停车场的停车管理
(3)停车场的记费管理
2、数据结构设计
3、主要算法设计
4、编程及上机实现
5、撰写课程设计报告
参考文献
1.《数据结构(C语言版)》,严蔚敏、吴伟民,清华大学出版社,1997.
2.谭浩强.C语言程序设计(第三版)[M].北京:
清华大学出版社,2005
3.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
4.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
.
审查意见
指导教师签字:
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.
(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的车辆信息情况。 4、车场内车辆离开时,输入离开时间,然后计算、显示费用,如果便道上有车,则显示要进入车场内的车牌号码,同时登记时间。 七、课程设计总结及心得体会 这次的课程设计比去年的c语言的课程设计是难多了,不过,多了这半期的学习,还是能够应付的。 我这次的课程设计题目是关于停车场问题的,总体来说,这个题目还是比较简单的,主要是运用了栈和队列的一些知识和操作。 也没有用到其他太多的数据结构知识。 程序基本上还是能够运行,结果也正确,能够实现那些基本的车辆到达、离开、收费、遍历显示等主要功能。 但我觉得这个程序还有很多小的地方是可以完善的,比如: 在输入登记车辆到达时间的时候,没有相关的小时、分钟数字的限制范围——(小时0~23,分钟0~60);这就使程序不那么健壮了,还有,在计算收费时如果离开时间是到了第二天了,这样就可能会导致收费时负的或减少很多。 就是说,还应该算天数,要不就要规定只能当天停,当天开走。 我改了几次改不好,又鉴于程序要求中也没有提及,所以我也就没去该了。 只要能实现主要的功能就好了。 当然,这次的课程设计、编程实践还是大有收获的。 通过实习我的收获如下 1、我知道了怎样去简化程序,减少他的时间复杂度和空间复杂度。 还知道了怎样去完善程序,使其更具健壮性。 2、巩固和加深了对数据结构的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。 3、培养了我选用参考书,查阅手册及文献资料的能力。 培养独立思考,深入研究,分析问题、解决问题的能力。 4、通过实际编译系统的分析设计、编程调试,掌握应用软件的分析方法。 5、通过课程设计,培养了我严肃
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