数据结构优秀课程设计停车场综合管理系统.docx

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
课题起源
XXXXXX
指导老师
XXXXXX
同组姓名
XXXXXX
关键内容
一、设计任务及关键技术参数
1 编写停车场管理系统。
2 关键技术：C语言中模块化程序设计；数据结构中栈、队列
二、设计任务
1 每组组员分工合作完成一个课程设计，每个人任务不一样；
2 要求利用结构化程序设计方法和C编程思想来完成系统设计；
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 要求在设计过程中，按功效定义函数或书写多个文件，进行模块化设计，各个功效模块用函数形式来实现；
5 要求对各个功效模块进行算法设计，可用步骤图表示算法思想；
6 要求编程实现系统功效，并进行调试和测试，使系统能正常运行；
7 要求源程序书写格式规范，可读性好，进行必需注释，采取缩进格式；
8 撰写课程设计说明书

三、设计工作量
1 依据问题描述，分析系统功效，划分功效模块，完成程序数据设计，确定各模块函数名称；
2 程序函数设计
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、系统应含有功效：
（1）停车场车位管理
（2）停车场停车管理
（3）停车场记费管理
2、数据结构设计
3、关键算法设计
4、编程及上机实现
5、撰写课程设计汇报
参考文件
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，
3.廖雷、罗代忠. C语言程序设计基础试验教程［Ｍ］. 北京：高等教育出版社，
4.谭浩强. C程序设计解题和上机指导(第三版) ［Ｍ］. 北京：清华大学出版社，
.
审查意见
指导老师签字：
教研室主任签字： 年 月 日

试验题目：停车场管理系统

一、要处理问题
停车场是一条能够停放n辆车狭窄通道，且只有一个大门汽车停放安抵达时间前后依次由北向南排列（大门在最南端，最先抵达第一辆车停在最北端）若停车场已经停满n辆车，以后汽车在便道上等候，一旦有车开走，排在便道上第一辆车能够开入；当停车场某辆车要离开时，停在她后面车要前后退为她让路，等它开出后其它车在根据原次序开入车场，每两停在车场车要安时间长短缴费。 要求：以栈模拟停车场，以队列车场外便道，根据从终端输入数据序列进行模拟管理。每一组数据包含三个数据项：汽车“抵达”或“离去”信息、汽车牌照号码、和抵达或离去时刻。对每一组数据进行操作后信息为：若是车辆抵达，则输出汽车在停车场内或便道上位置：若是车辆离去则输出汽车在停车场内停留时间和应缴纳费用（在便道上停留时间不收费）。栈以次序结构实现，队列以链表结构实现。

二、基础要求
（1）界面友好，函数功效要划分好
（2）总体设计应画一步骤图
（3）程序要加必需注释
（4）要提供程序测试方案。
三、算法基础思想描述
因为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抵达时间前后次序，依次由北向南排列。由此很轻易联想到数据结构中堆栈模型，所以可首先设计一个堆栈，以堆栈来模拟停车场，我设计用次序存放结构来存放停车场内车辆信息，并给车辆按进栈次序编号，当停车场内某辆车要离开时，在她以后进入车辆必需先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再按原次序进入停车场。这是个一退一进过程，而且让道汽车必需保持原有前后次序，所以可再设计一个堆栈，以之来临时存放为出站汽车临时让道汽车。当停车场满后，继续进来汽车需要停放在停车场旁边便道上等候，若停车场有汽车开走，则按排队前后次序依次进站，最优异入便道汽车将会最优异入停车场，这完全是一个优异先出模型，所以可设计一个队列来模拟便道，队列中数据元素设计成汽车车牌号，并以链表形式存放。另外，停车场依据汽车在停车场内停放总时长来收费，在便道上时间不计费，所以必需统计车辆进入停车场时时间和车辆离开停车场时时间，然后计算、显示费用情况。
四、具体设计
1. 数据结构设计
（1）车辆信息表示
车辆可看成是一个节点，设计成一个结构体，车辆信息包含：车牌号码，车辆进站时间和离开停车时间，定义以下：
typedef struct node{
char num[10]; //车牌号码
Time reach; //到站时间
Time leave; //离开时间
}CarNode;
（2）时间、栈和队列定义
时间是由小时和分钟表示，有两部分数据，所以，类似于复数表示一样，设计两个变量分别存放小时和分钟。如：typedef struct time{
int hour;
int min;
}Time;
停车场内用栈表示：typedef struct NODE{
CarNode *stack[MAX+1]; //栈用次序表示
int top;
}SeqStackCar;
便道上车辆表示：typedef struct car{
CarNode *data; // 便道上车用链表表示
struct car *next;
}QueueNode;
typedef struct Node{
QueueNode *head; // 设置头指针、尾指针。。
QueueNode *rear;
}LinkQueueCar;

2. 算法设计思想及步骤图
（1）关键函数功效说明
1、 void InitStack(SeqStackCar *); //车辆节点进栈
当栈未满时，就把抵达车辆进栈。
2、 int InitQueue(LinkQueueCar *); //车辆节点进队列
当栈满了时，车辆就进入便道上队列中
3、 int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *); //车辆抵达登记
车辆抵达时，先登记车辆车牌号码。然后再判定停车场有没有停满，没停满就进栈，停满了就停在便道上，即进队列。。
4、 void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *); //车辆离开处理
经过输入离开车辆位置处理，然后调用PRINT(CarNode *p,int room);函数进行收费。。然后再判定便道上有没有车，假如有，就把便道上车进停车场内。
5、 void List(SeqStackCar,LinkQueueCar); //显示车场内和便道上车辆情况
用个switch();函数选择显示车场内或是便道上车辆情况。
包含对下面两个子函数调用: void List1(SeqStackCar *S);
void List2(LinkQueueCar *W); //分别为显示车场和便道上车辆情况
6、 void PRINT(CarNode *p,int room); // 车辆离开是收费
这个函数由车辆离开函数调用，以分钟计时算费，但只能计算当日之内费用，假如第二天话会造成计费为负或降低。即只能当日停，当日开走。。
（2）模块结构及步骤图
下图为程序主步骤图，比较清楚显示了程序整个运行过程。如：图 1.

开始
初始化两个栈Enter和Temp及一个队列Wait。

进入主菜单
车抵达

车离开

退出

Room前车辆进临时栈

对room计费

便道车信息

车场内信息

判便道是否有车

车场是否为空
列表显示

栈Enter元素出栈

队列中元素进栈
队列Wait中元素出队

元素进栈Enter

便道车进车场

元素进队列Wait

判定栈是否为满

结束
退出列表显示
是
否
否
是
否
是

（3） 关键模块算法描述
本程序最关键算法就是车辆抵达登记和车辆离开。
车辆抵达：int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W)
首先定义一个栈和队列结构体指针为：*p , *t 。
然后申请一个车辆信息内存空间，并把它赋给栈指针。
车辆抵达时就输入车牌号，并经过if(Enter->top<MAX)
来判定该车是进车场内还是进便道上，假如是进车场内就把top 加1，显 示 在车场内位置，还要输入进车场时间，然后把该节点进栈。假如是else 就 显示该车要停在便道上，并进行进队列操作。
车辆离开： void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W)
定义一个整型变量room 统计要离开车辆位置，
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) 确保输入车辆离开位置正当性。假如不和法，显示输入有误，要重新输入。
经过while(Enter->top>room) 判定离开车辆位置，假如是中间位置，就要再用一个栈前面临时开出来车，等要开出车开出后，再把临时栈车看进 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<MAX) 语句判定便道上有没有车，假如有车就要显示进车场车车牌号，并登记进入时间。
并要进行对应出队列和进栈操作。
五、源程序清单
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MAX 3 // 停车场最大容量为3辆，便于观察
#define price 0.05

typedef struct time{ // 定义时间结构体
int hour;
int min;
}Time;

typedef struct node{ // 定义车辆信息结构体
char num[10];
Time reach;
Time leave;
}CarNode;

typedef struct NODE{
CarNode *stack[MAX+1];
int top;
}SeqStackCar;

typedef struct car{
CarNode *data;
struct car *next;
}QueueNode;

typedef struct Node{
QueueNode *head;
QueueNode *rear;
}LinkQueueCar;

void InitStack(SeqStackCar *);
int InitQueue(LinkQueueCar *);
int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *);
void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *);
void List(SeqStackCar,LinkQueueCar);

void main()
{
SeqStackCar Enter,Temp;
LinkQueueCar Wait;
int ch;
system("color 4A");
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. 车辆抵达登记.※◎※◎※◎※◎\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;
else printf("\n 输入有误，请重新选择： 1~4: ");
}
switch(ch)
{
case 1:Arrival(&Enter,&Wait); break;

case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait);break;
case 3:List(Enter,Wait);break;
case 4:exit(0);
default: break;
}
}
}

// 自定义函数
void InitStack(SeqStackCar *s){ // 栈初始化

int i;
s->top=0;
for(i=0;i<=MAX;i++)
s->stack[s->top]=NULL;
}

int InitQueue(LinkQueueCar *Q){ // 队列初始化

Q->head=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));
if(Q->head!=NULL)
{
Q->head->next=NULL;
Q->rear=Q->head;
return(1);
}
else return(-1);
}

void PRINT(CarNode *p,int room){ // 车辆收费

int A1,A2,B1,B2;
printf("\n车辆离开时间:");

scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));
printf("\n离开车辆车牌号为:");
puts(p->num);
printf("\n其抵达时间为: %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);
}

// 车辆抵达登记
int Arrival(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<MAX)
{
Enter->top++;
printf("\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top);
printf("\n车辆抵达时间:");

scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min));
Enter->stack[Enter->top]=p;
return(1);
}
else
{
printf("\n该车须在便道等候!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);
}
}

void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W)
{ //车辆离开
int room;
CarNode *p,*t;
QueueNode *q;

if(Enter->top>0) // 判定车场是否为空
{
while(1)
{
printf("\n请输入车在车场位置/1--%d/：",Enter->top);
scanf("%d",&room);
if(room>=1&&room<=Enter->top) break;
else printf("\n 输入有误,请重输: ");

}
while(Enter->top>room) // 把要删除车辆前面车开出来，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<MAX) //假如便道上有车，则再开进停车场。
{
q=W->head->next;
t=q->data;
Enter->top++;
printf("\n便道%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);
}
else printf("\n便道里没有车.\n");
}
else printf("\n车场里没有车.");
}
void List1(SeqStackCar *S) //显示车场里车辆情况
{
int i;
if(S->top>0)
{
printf("\n车场:");
printf("\n 位置 抵达时间 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);
}
}
else printf("\n车场里没有车");
}
void List2(LinkQueueCar *W) //显示便道上车辆情况
{
QueueNode *p;
int i;
p=W->head->next;
if(W->head!=W->rear)
{
printf("\n等候车辆号码为:");
for(i=1; (p!=NULL); i++)
{
printf("\n第 %d 车辆.",i);
puts(p->data->num);
p=p->next ;
}
}
else printf("\n便道里没有车.");

printf("\n");
}

void List(SeqStackCar S,LinkQueueCar W) //显示,遍历
{
int flag,tag;
flag=1;
while(flag)
{
printf(" 查看车辆列表显示: ");
printf("\n 1.车场列表\n 2.便道列表\n 3.返回主菜单\n");
printf("\n请选择 1~3:");
while(1)
{
scanf("%d",&tag);
if(tag>=1 && tag<=3) break;
else printf("\n 输入有误,请重新选择 1~3:");
}
switch(tag)
{
case 1:List1(&S);break;
case 2:List2(&W);break;
case 3:flag=0; system("cls"); break;
default: break;
}
}
}
六、测试数据及测试结果
以下是程序运行界面截图，显示了运行部分关键过程。。

1 、这是停车场系统登录界面。

2 、车辆抵达登记信息，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，假如便道上有车，则显示要进入车场内车牌号码，同时登记时间。

七、课程设计总结及心得体会
这次课程设计比去年c语言课程设计是难多了，不过，多了这半期学习，还是能够应付。我这次课程设计题目是相关停车场问题，总体来说，这个题目还是比较简单，关键是利用了栈和队列部分知识和操作。也没有用到其它太多数据结构知识。程序基础上还是能够运行，结果也正确，能够实现那些基础车辆抵达、离开、收费、遍历显示等关键功效。
但我认为这个程序还有很多小地方是能够完善，比如：在输入登记车辆抵达时间时候，没有相关小时、分钟数字限制范围——（小时 0~23，分钟 0~60）；这就使程序不那么健壮了，还有，在计算收费时假如离开时间是到了第二天了，这么就可能会造成收费时负或降低很多。就是说，还应该算天数，要不就要要求只能当日停，当日开走。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。只要能实现关键功效就好了。
当然，这次课程设计、编程实践还是大有收获。
经过实习我收获以下
1、我知道了怎样去简化程序，降低她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了解，提升综合利用本课程所学知识能力。
3、培养了我选择参考书，查阅手册及文件资料能力。培养独立思索，深入研究，分析问题、处理问题能力。
4、经过实际编译系统分析设计、编程调试，掌握应用软件分析方法。
5、经过课程设计，培养了我严厉认真工作作风，逐步建立正确生产观念、经济观念和全局观念。
依据我在实习中碰到得问题，我将在以后学习过程中注意以下几点：
   1、认真上好专业试验课，多在实践中锻炼自己。更让我知道实践是检验和掌握真理最好措施。
2、写程序过程中要考虑周到，严密。
3、在做设计时候要有信心，有耐心，切勿浮躁。
4、认真学习书本知识，掌握书本中知识点，并在此基础上学会灵活利用。
5、在课余时间里多写程序，熟练掌握在调试程序过程中所碰到常见错误，方便能节省调试程序时间。