数据结构停车场综合管理系统.docx

一、设计目标
1．了解并掌握数据结构和算法设计方法，含有初步独立分析和设计能力；
2.初步掌握软件开发过程问题分析、系统设计、程序编码、测试等基础方法和技能；
3.提升综合利用所学理论知识和方法独立分析和处理问题能力；
4.训练用系统见解和软件开发通常规范进行软件开发，培养软件工作者所应含有科学工作方法和作风。
二、设计内容
设停车场是一个可停放n辆汽车狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆抵达时间前后次序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先抵达第一辆车停放在车场最北端），若车场内已停满n辆汽车，则以后汽车只能在门外便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它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车场，每辆停放在车场车在它离开停车场时必需按它停留时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理模拟程序。
三、设计要求
根据从终端读入输入数据进行模拟管理，每一组输入数据包含三个数据项：汽车“进站”或“出站”信息、汽车牌照号码和进站或出站时刻，对每一组输入数据进行操作后输出信息为：若是车辆抵达，则输出汽车在停车场内或便道上停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内逗留时间和应交纳费用（在便道上停留不收费），按以次序结构实现，队列以链表结构实现。
四、设计过程
1、算法思想分析
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，又因为每个汽车车牌号全部不一样，这么一来能够依据车牌号正确找到汽车位置，所以堆栈里数据元素我设计成汽车车牌号。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车牌号。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，队列中数据元素仍然设计成汽车车牌号。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，车辆离开停车场时时间不需要统计，当从终端输入时可直接使用。因为时间不像汽车一样需要让道，我设计了一个次序表来存放时间。又用次序表用派生法设计了一个堆栈，恰好满足上面模拟停车场需要。
2、算法描述和实现
(1)时间结点类型
typedef struct time{
int hour;
int min;
}Time; /*时间结点*/
(2)车辆进出站信息类型
typedef struct node{
char num[10];
Time reach;
Time leave;
}CarNode; /*车辆信息结点*/
(3)停车场和便道信息类型
typedef struct NODE{
CarNode *stack[Max+1];
int top;
}SeqStackCar; /*模拟车站*/
typedef struct car{
CarNode *data;
struct car *next;
}QueueNode;
typedef struct Node{
QueueNode *head;
QueueNode *rear;
}LinkQueueCar; /*模拟通道*/
void InitStack(SeqStackCar *,int n); /*申明栈*/
//初始化，创建一个新栈S用于停车场
int InitQueue(LinkQueueCar *); /*申明便道*/
//初始化，创建一个队列Q用于便道
int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *,int n); /*车辆进站*/
{
CarNode *p;
QueueNode *t;
p=(CarNode *)malloc(sizeof(CarNode));
flushall();
printf("\n请输入车牌号(比如：吉A1234):");
gets(p->num);
if(Enter->top<MAX) /*车场未满，车进车场*/
{
Enter->top++;
printf("\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top);
printf("\n请输入抵达时间:/**:**/");
scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min));
Enter->stack[Enter->top]=p;
return(1);
}
else /*车场已满,车进便道等候*/
{
printf("\n该车须在便道等候!");
t=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));
t->data=p;
t->next=NULL;
W->rear->next=t;
W->rear=t;
return(1);
}
}
void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *,int n); /*车辆出站*/
(4)主函数和其它函数伪码算法
void main()
{
SeqStackCar Enter,Temp;
LinkQueueCar Wait;
int ch;
int n;
n=getn();
InitStack(&Enter,n); /*初始化车场*/
InitStack(&Temp,n); /*初始化让路临时栈*/
InitQueue(&Wait); /*初始化便道*/
while(1)
{
printf("\n1. 车辆进站");
printf(" 2. 车辆出站");
printf(" 3. 存车信息");
printf(" 4. 退出系统\n");
while(1)
{
printf("请选择： 1|2|3|4.\n");
scanf("%d",&ch);
fflush(stdin);
do
{
if(ch>4 || ch<1){
printf("输入有误，请重新输入!");
scanf("%d",&ch);
fflush(stdin);
}
else
break;
}
while(ch>4 || ch<1);
break;
}
switch(ch)
{
case 1:Arrival(&Enter,&Wait,n);break; /*车辆进站*/
case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait,n);break; /*车辆出站*/\
case 3:List(Enter,Wait);break; /*存车信息*/
case 4:exit(0); /*退出系统*/
default:break;
}
}
}
系统测试
程序初始界面：

车辆进站：
停车场存车信息：
车辆进入便道：
车辆出站：
便道上车出站：
五、设计总结
参考文件：
《数据结构程序设计题典》
李春葆等编 清华大学出版社
《数据结构(C语言版)》
黄国瑜 叶乃菁编 清华大学出版社
《数据结构课程设计》
苏仕华 等编 机械工业出版社
附录：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<malloc.h>
/*------------------------------------------------------------------------------*/
#define Max 10
int getn()
{
int n;
printf("欢迎您光临吉吉停车场，");
printf("本停车场管理实施二十四小时制，停车每分钟0.1元.\n");
printf("请输入停车场可容纳车(最多10辆):");
scanf("%d",&n);
fflush(stdin);
do
{
if(n<1 || n>10)
{
printf("输入车辆数不在要求范围内，请重新输入！");
scanf("%d",&n);
fflush(stdin);
}
else break;
}
while(n<1 || n>10);
return n;
}
typedef struct time
{
int hour;
int min;
}Time; /*时间结点*/
typedef struct node
{
char num[10];
Time reach;
Time leave;
}CarNode; /*车辆信息结点*/
typedef struct NODE
{
CarNode *stack[Max+1];
int top;
}SeqStackCar; /*模拟车站*/
typedef struct car
{
CarNode *data;
struct car *next;
}QueueNode;
typedef struct Node
{
QueueNode *head;
QueueNode *rear;
}LinkQueueCar; /*模拟通道*/
void InitStack(SeqStackCar *,int n); /*申明栈*/
int InitQueue(LinkQueueCar *); /*申明便道*/
int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *,int n); /*车辆进站*/
void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *,int n); /*车辆出站*/
void List(SeqStackCar,LinkQueueCar); /*显示存车信息*/
void InitStack(SeqStackCar *s,int n) /*初始化栈*/
{
int i;
s->top=0;
for(i=0;i<=n;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);
}
else return(-1);
}
voidPRINT(CarNode *p) /*打印出站车信息*/
{
int A1,A2,B1,B2;
int a,b,c;
printf("\n请输入离开时间:/**:**/");
scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));
fflush(stdin);
do
{
if(p->leave.hour<p->reach.hour || (p->leave.hour==p->reach.hour && p->leave.min<p->reach.min))
{
printf("输入离开时间比进站时间早，请重新输入！\n");
scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));
fflush(stdin);
}
if(p->leave.hour<0 || p->leave.hour>=24 || p->leave.min<0 || p->leave.min>=60)
{
printf("输入时间格式有错，请重新输入!");
scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));
fflush(stdin);
}
else break;
}
while(p->leave.hour<p->reach.hour || (p->leave.hour==p->reach.hour && p->leave.min<p->reach.min) || p->leave.hour<0 || p->leave.hour>=24 || p->leave.min<0 || p->leave.min>=60);\
printf("车场现在有一辆车离开，请便道里第一辆车进入车场!\n");
printf("出站车车牌号为:");
puts(p->num);
printf("\n");
A1=p->reach.hour;
A2=p->reach.min;
B1=p->leave.hour;
B2=p->leave.min;
a=(B1-A1)*60+B2-A2;
if(a>=60)
{
b=a/60;
c=a-60*b;
}
else
{
b=0;
c=a;
}
printf(" 祝您一路顺风，欢迎您下次光临.");
printf("\n 收 据\n");
printf("================================== 车牌号: ");
puts(p->num);
printf("\n");
printf("===================================================\n");
printf("|进车场时刻 | 出车场时刻 | 停留时间 | 应付（元）|\n");
printf("====================================================\n");
printf("| %d:%d",p->reach.hour,p->reach.min);
printf(" | %d:%d",p->leave.hour,p->leave.min);
printf(" | %d:%d",b,c);
printf(" | %2.1f",0.1*a);
printf(" |\n");
printf("-----------------------------------------------------\n");
free(p);
}
intArrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W,int n) /*车辆抵达*/
{
CarNode *p;
QueueNode *t;
int a,b;
p=(CarNode *)malloc(sizeof(CarNode));
flushall();
printf("\n请输入车牌号（七位，例:吉A1234):\n");
printf("请严格根据要求输入车牌号，不然系统会犯错！\n");
do
{
a=strlen("陕A1234");
b=strlen(gets(p->num));
fflush(stdin);
if(a!=b)
{
printf("输入车牌号格式错误，请重新输入（七位）!\n");
gets(p->num);
fflush(stdin);
}
else break;
if(a!=b)
printf("输入车牌号格式错误，请重新输入（七位）!\n");
}
while(a!=b);
if(Enter->top<n) /*车场未满，车进车场*/
{
Enter->top++;
printf("\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top);
fflush(stdin);
printf("\n请输入抵达时间:/**:**/");
scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min));
fflush(stdin);
do
{
if(p->reach.hour<0 || p->reach.hour>=24 || p->reach.min<0 || p->reach.min>=60)
{
printf("输入时间格式有错，请重新输入!");
scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min));
fflush(stdin);
}
else
break;
}
while(p->reach.hour<0 || p->reach.hour>=24 || p->reach.min<0 || p->reach.min>=60);
Enter->stack[Enter->top]=p;
return(1);
}
else /*车场已满，车进便道*/
{
printf("\n请该车在便道稍作等候!");
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,int n)
{ /*车辆离开*/
int i, room;
CarNode *p,*t;
QueueNode *q;
/*判定车场内是否有车*/
if(Enter->top>0) /*有车*/
{
while(1) /*输入离开车辆信息*/
{
printf("\n请输入要离开车在车场位置/1--%d/：",Enter->top);
scanf("%d",&room);
fflush(stdin);
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);
/*判定通道上是否有车及车站是否已满*/
if((W->head!=W->rear)&&Enter->top<n) /*便道车辆进入车场*/
{
q=W->head->next;
t=q->data;
Enter->top++;
printf("\n现在请便道上车进入车场.该车车牌号为:");
puts(t->num);
printf("\n该车进入车场第%d位置.",Enter->top);
printf("\n请输入现在时间(即该车进站时间)/**:**/:");
scanf("%d:%d",&(t->reach.hour),&(t->reach.min));
fflush(stdin);
do
{
if(t->reach.hour<0 || t->reach.hour>=24 || t->reach.min<0 || t->reach.min>=60)
{
printf("输入时间格式有错，请重新输入!");
scanf("%d:%d",&(t->reach.hour),&(t->reach.min));
fflush(stdin);
}
else
break;
}
while(t->reach.hour<0 || t->reach.hour>=24 || t->reach.min<0 || t->reach.min>=60);
W->head->next=q->next;
if(q==W->rear) W->rear=W->head; \
Enter->stack[Enter->top]=t;
free(q);
}
else printf("\n现在便道里没有车.\n");
}
else printf("\n现在车场里没有车，来车请直接进入车场!"); /*没车*/
}
voidList1(SeqStackCar *S) /*列表显示车场存车信息*/
{
int i;
if(S->top>0) /*判定车站内是否有车*/
{
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现在车场里没有车");
}
voidList2(LinkQueueCar *W) /*列表显示便道信息*/
{
QueueNode *p;
p=W->head->next;
if(W->head!=W->rear) /*判定通道上是否有车*/
{
printf("\n现在正在等候车辆号码为:");
while(p!=NULL)
{
puts(p->data->num);
p=p->next;
printf("\n");
}
}
else printf("\n现在便道里没有车.");
}
voidList(SeqStackCar S,LinkQueueCar W)
{
int flag,tag;
flag=1;
while(flag)
{
printf("\n1.车场\n2.便道\n3.返回\n");
while(1)
{
printf("\n请选择 1|2|3:");
scanf("%d",&tag);
fflush(stdin);
do
{
if(tag<1||tag>3)
{
printf("输入有误，请按要求重新输入!");
scanf("%d",&tag);
fflush(stdin);
}
else
break;
}
while(tag>3 && tag<1);
break;
}
switch(tag)
{
case 1:List1(&S);break; /*列表显示车场信息*/ \
case 2:List2(&W);break; /*列表显示便道信息*/
case 3:flag=0;break;/*返回*/
default: break;
}
}
}
void main()
{
SeqStackCar Enter,Temp;
LinkQueueCar Wait;
int ch;
int n;
printf("该停车场管理系统是个比较简单系统，在应用时候请注意要求! \n");
printf("============================================================\n");
n=getn();
InitStack(&Enter,n); /*初始化车场*/
InitStack(&Temp,n); /*初始化让路临时栈*/
InitQueue(&Wait); /*初始化便道*/
while(1)
{
printf("\n1. 车辆进站");
printf(" 2. 车辆出站");
printf(" 3. 存车信息");
printf(" 4. 退出系统\n");
while(1)
{
printf("请选择： 1|2|3|4.\n");
scanf("%d",&ch);
fflush(stdin);
do
{
if(ch>4 || ch<1){
printf("输入有误，请重新输入!");
scanf("%d",&ch);
fflush(stdin);
}
else
break;
}
while(ch>4 || ch<1);
break;
}
switch(ch)
{
case 1:Arrival(&Enter,&Wait,n);break; /*车辆进站*/
case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait,n);break; /*车辆出站*/\
case 3:List(Enter,Wait);break; /*存车信息*/
case 4:exit(0); /*退出系统*/
default:break;
}
}
}