停車場(chǎng)管理系統(tǒng)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)

1、一. 問(wèn)題描述1. 實(shí)驗(yàn)題目：設(shè)停車場(chǎng)是一個(gè)可停放 n輛汽車的狹長(zhǎng)通道，且只有一個(gè)大門可供汽車進(jìn) 出。汽車在停車場(chǎng)內(nèi)按車輛到達(dá)時(shí)間的先后順序， 依次由北向南排列（大門在最 南端，最先到達(dá)的第一輛車停放在車場(chǎng)的最北端）。若停車場(chǎng)內(nèi)已經(jīng)停滿n輛車, 那么后來(lái)的車只能在門外的便道上等候。 一旦有車開走，則排在便道上的第一輛 車即可開入。當(dāng)停車場(chǎng)內(nèi)某輛車要離開時(shí)，在它之后進(jìn)入的車輛必須先退出車場(chǎng) 為它讓路，待該輛車開出大門外，其他車輛再按原次序進(jìn)入車場(chǎng)。 每輛停放在車 場(chǎng)的車在它離開停車場(chǎng)時(shí)必須按它停留的時(shí)間長(zhǎng)短繳納費(fèi)用。試為停車場(chǎng)編制按 上述要求進(jìn)行管理的模擬程序。要求：根據(jù)各結(jié)點(diǎn)的信息，調(diào)用相應(yīng)的

2、函數(shù)或者語(yǔ)句，將結(jié)點(diǎn)入棧入隊(duì)，出?；?者出隊(duì)。二. 需求分析1. 程序所能達(dá)到的基本可能：程序以棧模擬停車場(chǎng)，以隊(duì)列模擬車場(chǎng)外的便道，按照從終端讀入數(shù)據(jù)的序 列進(jìn)行模擬管理。棧以順序結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，隊(duì)列以鏈表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)另設(shè)一個(gè)棧， 臨時(shí)停放為給要離去的汽車讓路而從停車場(chǎng)退出來(lái)的汽車。輸入數(shù)據(jù)按到達(dá)或離去的時(shí)刻有序。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)項(xiàng)為汽車的“到達(dá)”A '表示）信息，汽車標(biāo)識(shí)（牌照號(hào)）以及到達(dá)時(shí)刻時(shí)，應(yīng)輸出汽車在停車場(chǎng)內(nèi)或者便道上的停車位 置；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)項(xiàng)為汽車的“離去” D '表示）信息，汽車標(biāo)識(shí)（牌 照號(hào)）以及離去時(shí)刻時(shí)，應(yīng)輸出汽車在停車場(chǎng)停留的時(shí)間和應(yīng)繳納的費(fèi)用（便

3、道上停留的時(shí)間不收費(fèi)）；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為（P'，0，0）時(shí)，應(yīng)輸出停車場(chǎng)的車 數(shù)；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為W' , 0, 0）時(shí)，應(yīng)輸出候車場(chǎng)車數(shù)；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為 E',0, 0），退出程序；若輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)不是以上所述，就輸出 "ERROR!"。2. 輸入輸出形式及輸入值范圍：程序運(yùn)行后進(jìn)入循環(huán)，顯示提示信息：“ Please in put the state, nu mberand time of the car: ”，提示用戶輸入車輛信息（“到達(dá)”或者“離開”，車牌編 號(hào)，到達(dá)或者離開的時(shí)間）。若車輛信息為“到達(dá)”，車輛信息開始進(jìn)棧（模擬停 車場(chǎng)），當(dāng)棧滿，會(huì)

4、顯示棧滿信息：“The parking place is full! ”，同時(shí)車輛進(jìn) 隊(duì)列（模擬停車場(chǎng)旁便道），并顯示該進(jìn)入便道車輛的車牌編號(hào)，讓用戶知道該 車的具體位置；若車輛信息為“離開”，會(huì)顯示該車進(jìn)入停車場(chǎng)的時(shí)間以及相應(yīng) 的停車費(fèi)用，若該車較部分車早進(jìn)停車場(chǎng)，這部分車需先退出停車場(chǎng)，暫時(shí)進(jìn)入 一個(gè)新棧為其讓道，會(huì)顯示進(jìn)入新棧的車輛的車牌編號(hào)及其入停車場(chǎng)的時(shí)間，當(dāng)待離開車離開停車場(chǎng)后，這部分車會(huì)重新進(jìn)入停車場(chǎng)，同時(shí)便道上的第一輛車進(jìn) 入停車場(chǎng)；若輸入（P'，0，0），會(huì)顯示停車場(chǎng)的車數(shù)；若輸入（W0，0）， 會(huì)顯示便道上的車數(shù)；若輸入（E', 0，0），程序會(huì)跳出循環(huán)，同

5、時(shí)程序結(jié)束； 若輸入為其他字母，程序會(huì)顯示“ ERROR！ ”報(bào)錯(cuò)。若便道上沒有車輛停靠，會(huì) 顯示便道為空的信息：用戶每輸入一組數(shù)據(jù)，程序就會(huì)根據(jù)相應(yīng)輸入給出輸出。 輸入值第一個(gè)必須為字母，后兩個(gè)為數(shù)字。3. 測(cè)試數(shù)據(jù)要求：用戶輸入字母時(shí)，輸入大寫或小寫，都可以被該程序識(shí)別，正常運(yùn)行。但要 求用戶輸入數(shù)據(jù)時(shí)，三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間必須用逗號(hào)相分隔開。三. 概要設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)上述功能，該程序以棧模擬停車場(chǎng)以及臨時(shí)停放為給要離去的汽車讓路而從停車場(chǎng)退出來(lái)的汽車的場(chǎng)地，以隊(duì)列模擬車場(chǎng)外的便道，因此需要棧和隊(duì)列這兩個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型。1. 棧抽象數(shù)據(jù)類型定義：ADT SqStack數(shù)據(jù)對(duì)象：D= ai ,bi,Ci

6、,di |ai int, bi int, c int, di char， i=1,2,3., n,n0數(shù)據(jù)關(guān)系：R=( ai,bi,dj| a/idi Da'idi struct car;基本操作：Judge_Output(s,q,r) ； /根據(jù)r中車輛信息控制車輛是入棧 s還是入隊(duì)q以及相關(guān)操作A_cars(s,q, a) ； /將到達(dá)車輛a的信息入棧s或者入隊(duì)qD_cars(s,q, d) ； /將待離開車輛d出棧s，并將q中相應(yīng)車輛 入棧并進(jìn)行相關(guān)的操作ADT SqStack2. 隊(duì)列抽象數(shù)據(jù)類型定義：ADT Lin kQueue數(shù)據(jù)對(duì)象：D= ,bi, q |ai Qnode

7、 *, bi Qnode*, c int ,i=1,2,3.,n,n 0;數(shù)據(jù)關(guān)系：R=；基本操作：Judge_Output(s,q,r) ； /根據(jù)r中車輛信息控制車輛是入車ADT Lin kQueue3.主要算法流程圖:I. Judge_Output還是入隊(duì)q以及相關(guān)操作A_cars(s,q, a) ； /將到達(dá)車輛a的信息入棧s或者入隊(duì)qD_cars(s,q, d) ； /將待離開車輛d出棧s,并將q中相應(yīng)輛入棧并進(jìn)行相關(guān)的操作算法流程圖：II. A_cars算法流程圖:III. D cars算法流程圖:開始該車是最后進(jìn)T、停車場(chǎng)的車'F1F結(jié)賬離開在該車后進(jìn)的車退 出停車場(chǎng)后讓

8、其結(jié) 賬離開1r便道上第一 輛車進(jìn)停車場(chǎng)1結(jié)束4.本程序保護(hù)模塊：主函數(shù)模塊棧單元模塊：實(shí)現(xiàn)棧的抽象數(shù)據(jù)類型隊(duì)列單元模塊：實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的抽象數(shù)據(jù)類型主函數(shù)模塊調(diào)用關(guān)系:棧單元模塊隊(duì)列單元模塊四. 詳細(xì)設(shè)計(jì)1.相關(guān)頭文件庫(kù)的調(diào)用說(shuō)明: #i nclude<stdio.h>#i nclude<stdlib.h>#defi ne MAXSIZE 14 #defi ne n 2#defi ne fee 102. 元素類型、結(jié)點(diǎn)類型和結(jié)點(diǎn)指針類型:struct car char bb;int num;int time;struct ran gweicarint num;int tim

9、e;；typedef struct stackkstruct ran gweicar HMAXSIZE;int topp;SqStackk;#defi ne QNODE struct QnodeQNODE int data;QNODE *n ext;3. 棧類型和隊(duì)列類型：typedef struct stackstruct car Gn;int top;SqStack;typedef struct lin kqueueQNODE *fron t,*rear;int geshu;Lin kQueue;/部分基本操作的偽碼實(shí)現(xiàn)void Judge_Output(SqStack *s,L in k

10、Queue *q,struct car *r)if(*r).bb='E'|(*r).bb='e')prin tf("STOP!n");else if(*r).bb=' P'|(*r).bb='p')prin tf("The nu mber of park ing cars is %dn ",(s->top)+1);else if(*r).bb='W|(*r).bb='w')printf("The number of waiting cars is %d

11、n",q->geshu);else if(*r).bb='A'|(*r).bb='a')A_cars(s,q,*r);else if(*r).bb='D'|(*r).bb='d')D_cars(s,q,*r);elseprin tf("ERROR!n");A_cars(SqStack *s,L in kQueue *q,struct car a)QNODE *t;if(s->top!=n-1)(s->top)+;(s->Gs->top).bb=a.bb;(s->Gs

12、->top). num=a. num;(s->Gs->top).time=a.time;elseprintf("The parking place is full!n”);t=(QNODE *)malloc(sizeof(QNODE);t->data=a .num;t-> next=NULL;q->rear- >n ext=t;q->rear=t;roadprin tf("thenu mberof the car in the accessis:%dn",q->rear->data);q->gesh

13、u+;int D_cars(SqStack *s,L in kQueue *q,struct car d)int i,j,l;float x,y;QNODE *p;SqStackk *k;if(d. num=(s->Gs->top). num)x=d.time-(s->Gs->top).time;y=fee*x;prin tf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yua nn",x,y);if(q->geshu=0)pri ntf("The queue is empty!' n&qu

14、ot;); return 0;elsep=q->front->n ext;q->front->n ext=p->n ext; (s->Gs->top). num=p->data;(s->Gs->top).time=d.time; free(p);q->geshu-;if(q->fro nt-> next=NULL)q->rear=q->fro nt;return 1;elsecon ti nue;for(i=0;i<(s->top);i+)if(s->Gi). nu m!=d. num)

15、 else break;if(i>=(s->top)pri ntf("ERROR!n");return -1;x=d.time-(s->Gi).time;y=fee*x;prin tf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yua nn",x,y);k=(SqStackk *)malloc(sizeof(SqStackk);k->topp=-1;for(j=(s->top);j>i;j-)k->topp+;(k->Hk->topp) .num=(s->G

16、j) .num;(k->Hk->topp).time=(s->Gj).time;s->top-;for(l=0;l<=(k->topp);l+)pri ntf("the in formatio n(nu mber and time) in the new stack is:n");prin tf("%d,%dn",(k->Hl). num,(k->Hl).time);s->top-;while(k->topp>=0)s->top+;(s->Gs->top).bb='

17、;A'(s->Gs->top) .num=(k->Hk->topp) .num;(s->Gs->top).time=(k->Hk->topp).time;k->topp-;if(q->geshu=O)pri ntf("The access road is empty!n"); return 2;elses->top+;p=q->front->n ext;q->front->n ext=p->n ext;(s->Gs->top). num=p->data;

18、(s->Gs->top).time=d.time;free(p);q->geshu-;if(q->fro nt- >n ext=NULL)q->rear=q->fro nt;return 3;4.主函數(shù)的偽碼：mai n()SqStack *s;Lin kQueue *q;QNODE *p;struct car aaMAXSIZE;int i;s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack);s->top=-1;q=(L in kQueue *)malloc(sizeof(Li nkQueue); p=(QNODE *)ma

19、lloc(sizeof(QNODE);p-> next=NULL;q->fron t=q->rear=p;q->geshu=0;printf("*n");*printf("*n");printf(" *停車場(chǎng)管理系統(tǒng)*n"); *printf("*n"); *printf("*'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k&#

20、39;k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k'k&#

21、39;kfor(i=0;i<MAXSIZE;i+)pri ntf("Please in put the state ,nu mber and time of the car:n"); sea nf("%c,%d,%d",&(aai.bb)，&(aai. num),&(aai.time); getchar();Judge_Output(s, q,&aai);if(aai.bb='E'|aai.bb='e') break;5.函數(shù)調(diào)用關(guān)系:五測(cè)試分析：1. 出現(xiàn)問(wèn)題及解決辦法：只在一個(gè)地方

22、上出了問(wèn)題，就是輸該程序是四個(gè)程序調(diào)試中最順利的一個(gè), 入字符時(shí)由于回車鍵也是字符，回車鍵總會(huì)被讀入，導(dǎo)致經(jīng)常輸出“ ERROR!” 后來(lái)找到原因后在seanf函數(shù)后緊接著加了一個(gè)getchar ()；語(yǔ)句后就恢復(fù)了 正常。2. 方法優(yōu)缺點(diǎn)分析：優(yōu)點(diǎn)：用棧和隊(duì)列來(lái)模擬停車場(chǎng)讓整個(gè)問(wèn)題顯得簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)：棧和隊(duì)列這兩個(gè)數(shù)學(xué)模型用在停車場(chǎng)管理上還是有失妥當(dāng)?shù)?，現(xiàn)實(shí)中停車場(chǎng)出口入口不可能為同一處，不可能當(dāng)一輛車要離開，在它后面進(jìn)來(lái)的車必須為 它讓路，因此無(wú)法用棧的“后進(jìn)先出”原則來(lái)模擬；而且沒有考慮便道上的車在 等待過(guò)程中可以中途開走等情況， 而這些都無(wú)法用隊(duì)列的“先進(jìn)先出”原則來(lái)模 擬。3.

23、 主要算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度分析：(1) 由于算法Judge_Output函數(shù)根據(jù)判斷條件，每次只選擇一個(gè)程序段執(zhí)行， 所以其時(shí)間復(fù)雜度是0(1)；(2) 由于算法A_cars函數(shù)根據(jù)判斷條件，將數(shù)據(jù)入?；蛉腙?duì)列，所以其時(shí)間復(fù)雜度也是0(1)；(3) 由于算法D_cars函數(shù)在出棧數(shù)據(jù)不在最頂端時(shí)需將 n個(gè)數(shù)據(jù)先出該棧，再入新棧，再回舊棧的操作，故其時(shí)間復(fù)雜度是0(n)；(4) 所有算法的空間復(fù)雜度都是 0(1)。六使用說(shuō)明程序運(yùn)行后用戶根據(jù)提示一次輸入車輛的狀態(tài)信息，車牌編號(hào)，時(shí)間，程序會(huì)根據(jù)車輛的狀態(tài)信息調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，并輸出用戶想得到的信息。七.調(diào)試結(jié)果輸入數(shù)據(jù)：('A '

24、; 1，5 )，(' A ' 2，10 )，(' D ' 1，15 )，(' A ' 3，20 )，('A' 4，25 )，(' A' 5，30 )，('D ' 2，35 )，(' D ' 4, 40 )，('P', 0，0）, （' W ' 0, 0）, F' 0 , 0）, E' 0 , 0 ）。輸出數(shù)據(jù)：1號(hào)車停放時(shí)間為10小時(shí)，收費(fèi)100元；2號(hào)車停放時(shí)間為25小 時(shí)，收費(fèi)250元；4號(hào)車停放5小時(shí)，收費(fèi)50元；此時(shí)停車場(chǎng)有兩輛

25、車，便道 上無(wú)車。若停車場(chǎng)已滿，則會(huì)顯示停車場(chǎng)已滿的信息；若便道上無(wú)車等待停車， 會(huì)顯示便道上無(wú)車的信息；若中途有車離開，需其后的車讓道，會(huì)顯示進(jìn)入臨時(shí) 停車場(chǎng)的車輛的信息；若輸入（F'，0，0），輸出“ ERROR!”；若輸入（E', 0，0），程序結(jié)束。運(yùn)行結(jié)果截屏：=b21.±-0sX7=onPUttiios耳to4OUmc05 ±innh F&<»or> yIPF iOiluILI,0rtet：JLt fc 0oJhc hr:1 0n <0n3W 1.it 上 lim-OLA<3 hizu rsces-

26、87;*r1iRsF1UriH4i平ItnnFlm>1 rlASPcso<UL耳urtci0nsH1 V>*oa 上a hrs=LS：Wtem ItPes-It¥* himTli±nPLAt>16s：t耳tOJ-num>-mt1<toe nin»*1"sro ep F1fc.It >1FlVTo esCr 上A <1FuULi11_n nu4 t FlianR±unoIT1V£TLlo 起r1t£7 e h116es1 CL tS c 耳ITFeLl»11Ft irt

27、umm £c o平mS- 耳25o.0 n CR rhhmo toU oS'七o.ntn d-1s.u0 ±um亡n r»口iIPHA&HAt5£Ihc00IHcw>1toau-n七 tusu*Lnutli nuIHiE miIAUoni*IPUo tFi*Ik±<Kaun umihbfit 11.: I n 30Rse*. 耳二二-bf4 2 ” r 0:a4 nA rbdF 1 i 1hh Al ipHlhl-ll匚ylYhlAl plRlf vsrDTrFTPWT.rFErES八附錄源程序文件清單：/*調(diào)用的頭

28、文件庫(kù)聲明*/#in clude<stdio.h>#in clude<stdlib.h>#defi ne MAXSIZE 14#defi ne n 2#defi ne fee 10struct car/*用該結(jié)構(gòu)體來(lái)存放車的狀態(tài)，編號(hào)和時(shí)間信息*/ char bb;int num;int time;；typedef struct stack/*用該棧來(lái)模擬停車場(chǎng)*/struct car Gn;int top;SqStack;struct ran gweicar/*用該結(jié)構(gòu)體來(lái)存放臨時(shí)讓出的車輛的編號(hào)以及時(shí)間信息*/int num;int time;typedef str

29、uct stack/*用該棧來(lái)模擬臨時(shí)讓出的車輛的?？繄?chǎng)地 */struct ran gweicar HMAXSIZE;int topp;SqStackk;#defi ne QNODE struct QnodeQNODE int data;/*鏈隊(duì)結(jié)點(diǎn)的類型*/QNODE *n ext;typedef struct linkqueue/*用該鏈隊(duì)來(lái)模擬便道 */QNODE *fron t,*rear;int geshu;Lin kQueue;void Judge_Output(SqStack *s,L in kQueue *q,struct car *r) /*該算法通過(guò)傳遞來(lái)的車輛信息調(diào)用相

30、關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)操作*/if(*r).bb='E'|(*r).bb='e')/* 若車輛狀態(tài)為E'終止程序 */prin tf("STOP!n");else if(*r).bb=P|(*r).bb='p')/*若車輛狀態(tài)為P',輸出停車場(chǎng)車輛數(shù) */prin tf("The nu mber of park ing cars is %dn ",(s->top)+1);else if(*r).bb='W|(*r).bb='w')/* 若車輛狀態(tài)為W '，輸出便道車

31、輛數(shù) */prin tf("The nu mber of wait ing cars is %dn",q->geshu);else if(*r).bb='A'|(*r).bb='a')/*若車輛狀態(tài)為A '調(diào)用A_cars 函數(shù) */A_cars(s,q,*r);else if(*r).bb='D'|(*r).bb='d')/*若車輛狀態(tài)為D '調(diào)用D_cars 函數(shù) */D_cars(s,q,*r);elseprin tf("ERROR!n ”);/*若車輛狀態(tài)為其他字母，報(bào)錯(cuò)

32、*/A_cars(SqStack *s,LinkQueue *q,struct car a)/*該算法實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛狀態(tài)為到達(dá)的車輛的操Q(mào)NODE *t;作 */if(s->top!=n-1)/*若停車場(chǎng)還沒有滿，則車進(jìn)停車場(chǎng)，并存入車輛的狀態(tài)，車牌編(s->top)+;號(hào)和到達(dá)時(shí)間信息*/(s->Gs->top).bb=a.bb;(s->Gs->top). num=a. num;(s->Gs->top).time=a.time;elseprintf("The parking place is full!n");/*若停車場(chǎng)已滿，

33、車進(jìn)便道，并顯示該車的車牌編t=(QNODE *)malloc(sizeof(QNODE);號(hào)，同時(shí)記錄便道車輛數(shù)目*/t->data=a .num;t-> next=NULL;q->rear- >n ext=t;q->rear=t;prin tf("the nu mber of the car in the access road is:%dn",q->rear->data);q_>geshu+;int D_cars(SqStack *s,LinkQueue *q,struct car d)/* 該算法實(shí)現(xiàn)車輛狀態(tài)為離開的車

34、int i,j,l;float x,y;QNODE *p;輛的操作*/SqStackk *k;if(d. num=(s_>Gs_>top). num)x=d.time-(s->Gs->top).time;y=fee*x;/*若待離開車為最后進(jìn)停車場(chǎng)的車的情況*/*直接計(jì)算停車時(shí)間，費(fèi)用并離去 */printf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yuann",x,y);if(q_>geshu=O)pri ntf("The queue is empty!' n");retur

35、n 0;Else/*若便道上無(wú)車，函數(shù)返回*/*若便道上有車，第一輛車進(jìn)停車場(chǎng)*/p=q->front_>n ext; q_>front_>n ext=p->n ext;(s->Gs->top) .num=p_>data;(s->Gs->top).time=d.time; free(p);q_>geshu_;if(q->fro nt-> next=NULL)q->rear=q->front;/*并存入其車牌編號(hào)及進(jìn)停車場(chǎng)的時(shí)間*/*若此時(shí)便道上無(wú)車，返回1*/return 1;Else/*待離開的車不是最

36、后進(jìn)停車場(chǎng)的那輛車的情況*/for(i=0;i<(s->top);i+)/*先找到待離開車在停車場(chǎng)中的位置 */if(s->Gi). num!=d. num)con ti nue;else break; if(i>=(s->top) pri ntf("ERROR!n");return -1;x=d.time-(s->Gi).time;/*計(jì)算待離開車的停車時(shí)間并計(jì)算費(fèi)用*/y=fee*x;prin tf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yua nn",x,y);k=(SqStackk *)malloc(sizeof(SqStackk);/*設(shè)立一個(gè)新棧臨時(shí)停放為該車離開而讓k->topp=-1;路的車輛 */for(j=(s->top);j>i;j-)k->topp+;(k->Hk->topp). num=(s_>Gj) .num;(k->Hk->topp).time=(s->Gj).time;s->top-;for(l=0;l<=(k->topp);l+)pri ntf("the in formati on(nu mber and time) in the