数据结构课程设计报告停车场管理系统.doc

课 程 设 计 报 告课程名称数据结构课程设计课题名称 停车场管理系统 专 业 信息管理与信息系统 班 级 09级1班学 号 200903110112 姓 名 洪俊斌指导教师赵锦元、李峰、罗敬2011年 1月 9 日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 数据结构 课 题 停车场管理系统 专业班级 信息管理0901班学生姓名 洪俊斌学 号 200903110112指导老师 赵锦元、李峰、罗敬审 批 任务书下达日期 2011 年 1 月 3 日任务完成日期 2011年 1 月 20 日一、设计内容与设计要求1设计内容：问题描述设停车场只是一个可停放几辆汽车的狭长通道,且只有一个大门可供汽车进出,还有一个等停的的狭长通道。汽车在停车场内按车辆的先后顺序依次排列，若车站内已停满汽车,则后来的汽车只能在门外的通道上等停，一旦停车场内有车开走，则排在通道上的第一辆车即可进入；当停车场内某辆车要离开时，由于停车场是狭长的通道,在它之后开入的车辆必须先退出车站为它让路，待该车辆开出大门，为它让路的车辆再按原来次序进入车场.在这里假设汽车不能从便道上开走，试设计这样一个停车场模拟管理程序.基本功能（1) 车辆成批入站。当一个停车场刚开始投入运行的时候，会有很多车进来，因此，要设计一个函数来实现车辆批量进站。并要检测车辆的数目是否超过规定的最大容量，给出相关提示信息.(2）单个车辆入站。当系统正常投入运行后,会有零散的车辆进进出出，因此，设计一个函数实现单个车辆入站.(3)车站内信息实时显示。车站内信息包括两个部分:停车场内停放的车辆以及在外面通道上等停的车辆。(4）车辆出站。当停车场内车辆出站后，检查通道上是否有车等停，如果有,则要把排在最前面的车调入停车场内.2设计要求:1）设计正确,方案合理。2)界面友好，使用方便。3）程序精炼,结构清晰。4）设计报告5000字以上，含程序设计说明、系统的功能框图、流程图、源程序清单等.5)实际操作过程中遇到的问题及解决方法:设计总结及心得体会。6）上机演示。二、进度安排第 19 周 星期一 8时：00分11时：30分 星期二 8时：00分-11时：30分 星期三 14时：00分17时:30分 星期四 14时：00分-17时：30分 星期五 8时：00分-11时：30分第 20 周 星期一 8时:00分11时:30分 附：课程设计报告装订顺序:封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单). 正文的格式：一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体；行距为22。正文的内容：一、课题的主要功能;二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）;三、主要功能的实现(至少要有一个主要模块的流程图）；四、程序调试；五、总结;六、附件(所有程序的源代码,要求对程序写出必要的注释)。正文总字数要求在5000字以上（不含程序源代码）.目 录1 系统需求分析11.1设计思想11。2实现方法12 总体设计22.1总体设计图22。2模块流程图32.2.1:车辆成批入站32。2。2：车站内信息显示43 详细设计53。1 采用结构体定义的相关数据类型53。2 功能函数设计64 系统测试及其结果114.1 程序调试中的问题114.2 结果截图134。2。1:case1:车辆成批入站134。2。2：case3:车辆出站155 心得体会166 附录186。1源程序代码186。2 参考文献247 评分表25 1 系统需求分析1。1设计思想此停车场管理系统是在一个狭长的通道上的,而且只有一个大门可以供车辆进出，并且要实现停车场内某辆车要离开时,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,这些辆再依原来的次序进场的功能，就可以设计两个堆栈,其中一个堆栈用来模拟停车场，另一个堆栈用来模拟临时停车场，该临时停车场用来存放当有车辆离开时，原来停车场内为其让路的车辆。至于当停车场已满时，需要停放车辆的通道可以用一个循环队列来实现.当停车场内开走一辆车时,通道上便有一辆车进入停车场，此时只需要改变通道上车辆结点的连接方式就可以了,使通道上第一辆车进入停车场这个堆栈,并且使通道上原来的第二辆车成为通道上的第一辆车，此时只需将模拟通道的循环队列的头结点连到原来的第二辆车上就可以了.这个程序的关键是车辆的进站和出站操作,以及车场和通道之间的相互关系.由于车站是一个很窄的、一边开口的车道，先进后出，类似数据结构中的栈结构，故车场用栈这种数据结构来描述.外面的狭长的通道，先进先出，故可用队列结构来描述。考虑到车场和通道在整个程序中都要用到。故把这两个变量定义成全局变量。本程序中的数据对象是汽车，可以认为车牌号是每个元素的关键项,不能重复，和现实中一样，另外加了车主姓名这一数据项，为表简洁，其他相关信息如入场时间,车的类型,收取费率等,都不再考虑，具体应用的时候可以方便地修改得到。1。2实现方法对于此停车场管理系统的实现，就是用两个堆栈来分别模拟停车场以及停车场内车辆为其它车辆让路时退出停车的临时停放地点。至于通道上车辆的停放则用一个循环队列来实现，此时，通道上车辆的离开或者进入停车场只需改变此循环队列上的结点而已.2 总体设计2.1总体设计图停车场车辆管理 系统车辆出站显示车站内汽车信息车站管理系统主菜单 函 数退出 系统车辆成批入站单个车辆入站图2。1 功能模块图运行程序到系统界面,接着系统界面就会出现让你能选择的功能：【1】车辆成批入站【2】单个车辆入站【3】车辆出站【4】车站内信息实时显示【5】相关功能设定【0】退出本系统2.2模块流程图2。2.1：车辆成批入站开 始输入汽车的车牌号还有车主姓名strcpy(pcar.num,pnum);strcpy(pcar.name,pname);Push(SCar,pcar)=-1InsertQueue(QCar,pcar)=-1车站已满!车辆已经入通道!通道已满,进入通道失败!while(strcmp(pnum,#)!=0)结 束这批汽车已经成功进入停车场nynyny图2。2车辆成批入站流程图2.2。2：车站内信息显示开 始SCar-top=-1i=0itop+1printf(%-13s,SCar-datai.num);printf(%18sn,SCar-datai.name);i+QCar-rear!=QCar-frontwhile(front!=rear)printf(%-13s,SCar-datai.num);printf(%18sn,SCar-datai.name);front=(front+1)%QCar-n结 束ynnyyn图2.3停车场内信息显示流程图3 详细设计3.1 采用结构体定义的相关数据类型前面提到，要用到栈和队列的操作.这里,由于一个车场的最大容量是一定的，且车场最多执行的操作是插入和删除操作，所以用顺序储存结构可以带来更大益处.为了防止队列中出现“假溢出”现象，这里采用了循环队列.在模拟汽车这个对象时，进行了简化处理，只取得最核心的两个数据项：车牌号和车主姓名.具体数据结构定义如下：首先定义maxsize为20：define maxsize 20第二个再定义汽车的信息:车牌号num10和车主姓名name10：typedef struct carchar num10；char name10;Car;第三个定义汽车场的结构，在这里我把它看成是一个栈，在这里定义栈的容量等信息：typedef struct Car datamaxsize;int n；/栈容量设定int top；Stack;/顺序栈 用来存放汽车场内的车辆信息第四个定义通道的结构，在这里我把它看成是一个循环队列，在这里定义队列胡容量等信息:typedef struct Car datamaxsize;int n；/队列容量设定int num；/当前通道上的车辆数int front，rear;Queue；/循环队列 用来存放通道内的车辆信息3。2 功能函数设计(1)车辆成批入站void InitCarpark(void）/车辆成批入站此函数也可以作为初始化车场的函数，因为一个车场刚开始投入运行的时候会有很多的车进来，这也是设计此函数最重要的一个原因。每行输入一个汽车信息，最后结束的时候输入“ ”即可。汽车信息中前面表示汽车的车牌号,后面表示车主姓名,中间用空格隔开。当输入汽车的数目超过规定的最大容量的时候（如果开始不设置最大容量,默认值为系统申请的最大值maxsize=20)，自动检测条件，给出相关提示信息。程序如下：void InitCarpark（void)/车辆成批入站char num8，*pnum，name10，*pname；Car pcar；pnum=num；pname=name；printf（”nn请输入车子的信息(包括车牌号和车主姓名（两者之间用空格隔开）（以 这个符号结束):n”）；scanf(s%s”,pnum，pname）;while（strcmp(pnum，”）！=0）strcpy(pcar.num，pnum）；strcpy（pcar。name，pname)；if(Push(SCar，pcar）=-1) printf(n车站已满!车辆已经入通道！n”）；if(InsertQueue（QCar，pcar）=-1)printf（n通道已满，进入通道失败！!n”)；scanf（%s%s”，pnum，pname）;printf(这批汽车已经成功进入停车场n”);getch(）;carmenu（）；（2）单个车辆入站void InsertCar(void)/单个车辆入站当系统正常投入运行后，会有零散的车辆进进出出，如还用成批输入方式的话,将会带来一定的麻烦。此函数具有函数InitCarpark（）几乎所有的功能，程序跟InitCarpark（)这个差不多，同样先输入,然后再判断停车场是否满了,通道是否满了，最后执行结果，程序如下：void InsertCar（void)/单个车辆入站char num10,pnum，name10，*pname；Car pcar;pnum=num；pname=name；printf（nn请输入车子的信息（包括车牌号和车主姓名（两者之间用空格隔开):n”)；scanf（%ss”，pnum,pname）;strcpy(pcar.num,pnum）；strcpy（pcar。name，pname）；if（Push（SCar，pcar）=1）printf（n车站已满！车辆已经入通道！n”）；if(InsertQueue（QCar，pcar)=1）printf（”n通道已满,进入通道失败!n”）;getch（）；（3）车辆内信息显示函数void ShowCar(void）/车站内信息显示如果车场本身是空的,没有汽车,那么也就不存在查看汽车信息了。故本函数一开始进行合理性检查,如果条件不成立，拒绝执行显示信息操作,给出出错的信息后返回到主界面。前面提到，车站内信息包括两部分：车场内停放的车辆,在外面通道上等停的车辆。因为通道上也不一定有车，程序输出车场内的所有汽车信息后，自动进行判断通道上是否有车辆.如果有车辆的话,继续输出停在通道上的车子信息.程序如下：void ShowCar（void）/车站内信息显示int i,front，rear；if（SCartop=1)printf(nn这停车场是空的!n）；getch（);carmenu()；printf(nn目前停车场的车有：n-车牌号-车主姓名n”）;for（i=0;iSCar-top+1;i+)printf(” 13s，SCardatai。num）；printf(”18sn”,SCar-datai。name）；if(QCarrear！=QCarfront）/通道内有车辆front=QCar-front;rear=QCarrear；printf（n通道信息:n-车牌号-车主姓名n”）；while（front！=rear）printf( 13s，QCardatafront。num);printf（”%18sn”，QCardatafront.name)；front=(front+1)%QCar-n；（4)车辆出站函数void ExitCar（void）/车辆出站同上，首先进行和利息你给检查。这里的检查包括两个部分：车场非空且输入的车牌号在车场中.如果一切条件满足，则执行推车操作。最后,检查通道上是否有车辆等待。如果通道不为空，程序会自动把排在通道最前面的车调入车场内。其中,退车的算法过程如下： 前面检测条件满足时，执行如下操作：由于车场很窄，当一辆车要出场时，排在它后面的车辆需要先出场，等要退出的车开走后，刚才为它让道的那些车再按原次序进入车场。不难看出，这里需要创建一个临时栈，用于保存让道车辆的信息。 在前面的合理性检查中,已经定位到出场车辆所在位置，从栈顶开始，到所在位置前一个结束，车场内执行出栈操作,临时栈结构执行入栈操作。 在当前位置执行出栈操作，即可实现指定的车辆出场. 当临时栈不为空时，依次执行：临时栈退栈,车场内入栈.（5）车站模拟系统相关功能设定函数void SetCar(void)/车站模拟系统相关功能设定此函数很简单,首先用一个do-while循环，得到一个合理值,修改相关参数即可。这里有一个防错设计:当输入的最大容量小于车场内当前的车辆数时，拒绝执行修改.程序如下：void SetCar（void)/车站模拟系统相关功能设定int b; printf（”选择1：修改停车场的容量n”)；printf(”选择2:修改通道的容量n”）;printf（”请你选择操作(12）：n”)； scanf（%d，b）; /*读入选择/ if（b=1）int n，flag=1；printf（”nn目前停车场最大的容纳量是:%dn”，SCarn）；printf（n输入您想要的停车场的最大容纳量：（=%d)n”，maxsize）；doprintf(”请输入数值：”）；scanf（d”，&n）；if（nmaxsize）printf（”输入错误，请重新输入n”）;if(nSCartop+1）flag=0；n=SCarn;break;while(n0|nmaxsize）;SCar-n=n；if(flag!=0） printf（n修改成功！n）;elseprintf（n错误！车站车辆已经超过此数!如要再输,请再按功能5n”)；getch(）;carmenu(）;if（b=2）int n，flag=1;printf(”nn目前通道最大的容纳量是:%dn”，QCarn1）；printf（”n请输入您想要的通道的最大容纳量：(maxsize）printf（”输入错误，请重新输入n”）;if（nrear+1）flag=0;n=QCarn；break;while（n0nmaxsize）；QCar-n=n+1;if（flag！=0) printf（n修改成功！n”）；elseprintf（”n错误!车站车辆已经超过此数！如要再输，请再按功能5n）;getch（)；carmenu（）；（6）车站管理系统主菜单函数void carmenu（void)/车站管理系统主菜单此函数是用户与系统之间的一个窗口，用户通过它来选择相关操作.用printf语句打印出供选择项目后,用不会显的getch（）得到一个字符，用开关语句switch进行分类，判断用户想要执行的操作,然后执行相关功能函数即可.（7)主函数void main(void)为分别表示车场和通道的两个指针变量申请空间，分别调用相应的初始化函数，得到一个合理解，然后程序流向主供选菜单,供用户选择执行。void main（void）if（SCar=（Stack ）malloc(sizeof(Stack）)）=NULL) printf（”Failed！”）;exit(1);if（QCar=（Queue )malloc（sizeof（Queue）)）=NULL）printf(Failed！)；exit(1）;InitStack(SCar)；InitQueue（QCar）;carmenu（）；exit（0）；4系统测试及其结果4。1 程序调试中的问题调试过程中的主要问题由于此停车场管理系统是分模块设计的,而且在程序的实现过程中又使用了清屏函数，所以，运行时用户选择任务并且执行完任务后，又会回到供用户选择功能的主界面，因此整个程序从整体上来讲结构清晰,使用方便。本程序的调试运行，总体上情况良好，但中间也出现了一些小问题.其中比较有代表性的主要问题有：（1）当停车场已经达到最大容量，但仍有车辆进入停车场的时候，运行界面上没有出现或者说出现了但又跳掉了“车站已满！车辆已经入通道!的提示信息。在查阅了多种资料后，在那一个printf语句后加了一个getch（)，此时,程序运行结果就符合要求了，看起来也比较清晰了.（2）使用getch（）语句必须使用头文件includefront好像是不存放数据资料的，后来我问了赵老师，也确认了,这个Q-front这个结点确实是不存放数据的，这样子一想，问题就游刃而解了，只要把原来的Qn=maxsize改成了Qn=maxsize+1就OK了。也许这就是课程设计的目的吧,在于把理论和实际相结合吧，把课堂上所学到的系统化的理论知识投到实际中，巩固还没有巩固的知识点,也有助于我们提高观察，分析和解决问题的实际工作能力，就像那时我和赵老师在对问题进行分析时,因为双方对汽车场通道的看法都是不同的,所以我们就进行讨论了,我觉得能和老师讨论这很重要，特别是能找出程序上的不足，对完善我们的程序有着莫大的帮助,那天下午，我也改进了程序，在程序上加上了一个选择，就是停车场和通道的容量,可以由你更改，改变原来的默认值，但唯一的前提是不能比默认值大,所以,很谢谢赵老师。可以说吧，数据结构真的也比较难，特别是知识点非常的多，很容易看那个忘记了这个，对于课设要用到的综合知识，那可是难上加上,不过，这也才激发了我的兴趣，有动力比别人早完成程序。很开心我做到了，既完成了课设也学到了好多知识,经历了这一个星期，我收获了如下的几点：1. 程序的设计思想的精巧的重要性，是不管怎么说都不为过的，好的程序可以让大家很快的明白你的思想，而且很方便的来实现它。还有不管这程序有多长,只要你解释了之后，别人很快就能明白，看程序也比较简单了。2.数据结构是一门实践性较强的课程,为了学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时,加强上机实践.一个人的力量是有限的，要想把课程设计做的更好，就要学会参考一定的资料，要善于捕获资料，吸取别人的经验，让自己和别人的思想有机的结合起来，得出属于你自己的灵感.3.学会“递进”的思想：程序的编写需要有耐心，有些事情看起来很复杂，但问题需要一点一点去解决,分析问题,把问题一个一个划分，划分成小块以后就逐个去解决.再总体解决大的问题.这样做起来不仅有条理也使问题得到了轻松的解决.这次的程序训练培养了我实际分析问题、编程和动手能力,使我掌握了程序设计的基本技能，提高了我适应实际，实践编程的能力.这次的课程设计我对于专业课的学习有了更加深刻的认识，以为现在学的知识用不上就加以怠慢,等到想用的时候却发现自己的学习原来是那么的不扎实。以后努力学好每门专业课,让自己拥有更多的知识，才能解决更多的问题！ 总的来说,这次课程设计让我获益匪浅，对数据结构也有了进一步的理解和认识，也让我相信,只要你要做(just do it),没有什么困难能难倒我们6 附录6。1源程序代码#includestdio。hincluderear=Qnum=0;Qn=maxsize+1;int Push（Stack S,Car x）/入栈操作if（Stop=S-n-1）return（1）；S-top+；S-dataStop=x;return(0）；int Pop（Stack S,Car *px）/出栈操作if（Stop=1）return(1）；Stop-;px=SdataStop+1；return（0)；int InsertQueue（Queue *Q，Car x)/入队if（(Q-rear+1）%Qn）=Qfront）return（1);Qnum+；Q-dataQrear=x;Qrear=（Qrear+1)%Q-n；return（0)；int DeleteQueue(Queue Q，Car x)/出队if(Q-front=Qrear）return（-1)；Q-num-；x=QdataQ-front；Qfront=（Qfront+1）Qn；return（0);void ShowCar(void)/车站内信息显示int i，front，rear;if（SCar-top=-1）printf(nn这停车场是空的！n”);getch(）；carmenu(）；printf（”nn目前停车场的车有:n-车牌号-车主姓名n”）；for（i=0；iSCartop+1；i+）printf( 13s”，SCardatai。num）；printf（%18sn”,SCardatai.name）；if（QCarrear！=QCarfront)/通道内有车辆front=QCar-front；rear=QCar-rear；printf(n通道信息:n-车牌号-车主姓名n”);while（front！=rear)printf(” -13s，QCar-datafront。num）；printf（”18sn”，QCar-datafront。name)；front=（front+1)%QCar-n；getch()；carmenu();void InitCarpark(void)/车辆成批入站char num8，pnum,name10，pname；Car pcar；pnum=num；pname=name；printf（nn请输入车子的信息（包括车牌号和车主姓名（两者之间用空格隔开)（以# 这个符号结束):n”）；scanf（”ss”，pnum,pname)；while（strcmp（pnum，”#”)!=0)strcpy(pcar。num,pnum)；strcpy（pcar。name，pname)；if（Push(SCar，pcar）=1）printf（”n车站已满!车辆已经入通道!n”)；if（InsertQueue（QCar,pcar)=1)printf（n通道已满，进入通道失败！!n”）;scanf（”ss”,pnum,pname）；printf(”这批汽车已经成功进入停车场n”）；getch(）；carmenu（）；void InsertCar(void）/单个车辆入站char num10,*pnum,name10,*pname;Car pcar；pnum=num；pname=name;printf(”nn请输入车子的信息(包括车牌号和车主姓名（两者之间用空格隔开）：n”）;scanf(”s%s”，pnum，pname）；strcpy（pcar。num，pnum）；strcpy（pcar.name，pname)；if（Push(SCar,pcar）=1)printf(n车站已满!车辆已经入通道!n）；if(InsertQueue（QCar，pcar）=1）printf(n通道已满，进入通道失败！n”);getch（);carmenu(）；void ExitCar(void)/车辆出站int i，position,flag=0；Car x;Stack S；char num10,*pnum；pnum=num;if(SCartop=1）/车站不能为空printf(nn这停车场是空的！n）；getch（）；carmenu（）；printf(nn请输入车子的车牌号：n”）;/输入出站车辆的车牌号scanf（”%s，pnum）;for(i=0；itop;iposition;i-)Pop（SCar,&x）；/车场出车Push（S，x);/通道入车Pop（S