数据结构停车场问题实验报告讲解.docx
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数据结构停车场问题实验报告讲解.docx
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数据结构停车场问题实验报告讲解
数据结构课程设计
——停车场管理问题
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一、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。
二、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。
三、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。
四、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。
五、流程图
六、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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