停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、?程序設(shè)計(jì)與算法綜合練習(xí)?設(shè)計(jì)報(bào)告2學(xué)號(hào)：E11514064姓名：汪泓章年級(jí)：大一專(zhuān)業(yè)：計(jì)科工程名稱：停車(chē)場(chǎng)治理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：完成日期：2021年6月27日一.需求分析1.問(wèn)題描述：設(shè)停車(chē)場(chǎng)是一個(gè)可停放n輛汽車(chē)的狹長(zhǎng)通道,且只有一個(gè)大門(mén)可供汽車(chē)進(jìn)出.汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)按車(chē)輛到達(dá)時(shí)間的先后順序,依次由北向南排列大門(mén)在最南端,最先到達(dá)的第一輛車(chē)停放在車(chē)場(chǎng)的最北端.假設(shè)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)已經(jīng)停滿n輛車(chē),那么后來(lái)的車(chē)只能在門(mén)外的便道上等候.一旦有車(chē)開(kāi)走,那么排在便道上的第一輛車(chē)即可開(kāi)入.當(dāng)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)某輛車(chē)要離開(kāi)時(shí),在它之后進(jìn)入的車(chē)輛必須先退出車(chē)場(chǎng)為它讓路,待該輛車(chē)開(kāi)出大門(mén)外,其他車(chē)輛再按原次序進(jìn)入車(chē)場(chǎng).每輛停放在

2、車(chē)場(chǎng)的車(chē)在它離開(kāi)停車(chē)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(chē)場(chǎng)編制按上述要求進(jìn)行治理的模擬程序.2.根本要求：以棧模擬停車(chē)場(chǎng),以隊(duì)列模擬車(chē)場(chǎng)外的便道,根據(jù)從終端讀入數(shù)據(jù)的序列進(jìn)行模擬治理.每一組輸入數(shù)據(jù)包括三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)：汽車(chē)的“到達(dá)"'A'表示或“離去"'D表示信息、汽車(chē)標(biāo)識(shí)牌照號(hào)以及到達(dá)或離去的時(shí)刻.對(duì)每一組輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作后的輸出信息為：假設(shè)是車(chē)輛到達(dá),那么輸出汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)或者便道上的停車(chē)位置；假設(shè)是車(chē)輛離去,那么輸出汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)停留的時(shí)間和應(yīng)繳納的費(fèi)用便道上停留的時(shí)間不收費(fèi).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).（1） .程序所能到達(dá)的根本

3、可能：程序以棧模擬停車(chē)場(chǎng),以隊(duì)列模擬車(chē)場(chǎng)外的便道,根據(jù)從終端讀入數(shù)據(jù)的序列進(jìn)行模擬治理.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(chē)讓路而從停車(chē)場(chǎng)退出來(lái)的汽車(chē).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(chē)的“到達(dá)"'A'表示信息,汽車(chē)標(biāo)識(shí)牌照號(hào)以及到達(dá)時(shí)刻時(shí),應(yīng)輸出汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)或者便道上的停車(chē)位置；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)項(xiàng)為汽車(chē)的“離去"'D'表示信息,汽車(chē)標(biāo)識(shí)牌照號(hào)以及離去時(shí)刻時(shí),應(yīng)輸出汽車(chē)在停車(chē)場(chǎng)停留的時(shí)間和應(yīng)繳納的費(fèi)用便道上停留的時(shí)間不收費(fèi)；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為'P',0,0時(shí),應(yīng)

4、輸出停車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為'W,0,0時(shí),應(yīng)輸出候車(chē)場(chǎng)車(chē)數(shù)；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)為'E',0,0,退出程序；（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：“請(qǐng)輸入停車(chē)場(chǎng)最大容量n=:",提示用戶輸入停車(chē)場(chǎng)最大容量,輸入后顯示提示信息：請(qǐng)輸入車(chē)輛信息,提示用戶輸入車(chē)輛信息“到達(dá)或者“離開(kāi),車(chē)牌編號(hào),到達(dá)或者離開(kāi)的時(shí)間).假設(shè)車(chē)輛信息為“到達(dá)A,車(chē)輛信息開(kāi)始進(jìn)棧(模擬停車(chē)場(chǎng)),當(dāng)棧滿,車(chē)輛會(huì)進(jìn)隊(duì)列(模擬停車(chē)場(chǎng)旁便道),假設(shè)車(chē)輛信息為“離開(kāi)D,會(huì)顯示該車(chē)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的時(shí)間以及相應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用,假設(shè)該車(chē)較局部車(chē)早進(jìn)停車(chē)場(chǎng),這局部車(chē)需先退出停車(chē)場(chǎng),暫時(shí)

5、進(jìn)入一個(gè)新棧為其讓道,當(dāng)待離開(kāi)車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)后,這局部車(chē)會(huì)重新進(jìn)入停車(chē)場(chǎng),同時(shí)便道上的第一輛車(chē)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)；假設(shè)輸入('P',0,0),會(huì)顯示停車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)；假設(shè)輸入(W,0,0),會(huì)顯示便道上的車(chē)數(shù)；假設(shè)輸入('E',0,0),程序會(huì)跳出循環(huán),同時(shí)程序結(jié)束.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,中間用逗號(hào)隔開(kāi)二.概要設(shè)計(jì)1 .所用到得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其ADT為了實(shí)現(xiàn)上述功能,該程序以順序棧模擬停車(chē)場(chǎng)以及臨時(shí)停放為給要離去的汽車(chē)讓路而從停車(chē)場(chǎng)退出來(lái)的汽車(chē)的場(chǎng)地,以鏈表隊(duì)列模擬車(chē)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(lèi)型.

6、順序棧數(shù)據(jù)類(lèi)型定義typedefstructStack(structNodedataMaxSize;inttop;intnum;SqStack;根本操作：SqStack*Init_SeqStack()/置空棧intISEmpty_SeqStack(SqStack*s)判斷棧是否為空,棧為空返回1intISFULL_SeqStack(SqStack*s,intn)判斷棧是否已滿,假設(shè)棧滿返回1voidPush_SeqStack(SqStack*p,structNodes)/入棧intPOP_SeqStack(SqStack*s,structNodecar)/出棧2 .鏈表隊(duì)列數(shù)據(jù)類(lèi)型定義QNOD

7、E/隊(duì)列節(jié)點(diǎn)(structNodedata;QNODE*next;typedefstructlinkqueue/隊(duì)列結(jié)構(gòu)體定義(QNODE*front,*rear;intnum;LinkQueue;根本操作：LinkQueue*Init_LQueue()/創(chuàng)立空隊(duì)列intISEmpty_LQueue(LinkQueue*q)判斷隊(duì)列是否為空,隊(duì)列為空返回1voidIN_Lqueue(LinkQueue*q,structNodes)/入隊(duì)structNodeOut_LQueue(LinkQueue*q)/出隊(duì)2.主程序流程及其模塊調(diào)用關(guān)系1)主程序模塊2)出棧3)判斷棧是否為空4)判斷棧是否已滿

8、5)判斷隊(duì)列是否為空6)出隊(duì)函數(shù)調(diào)用：main()函數(shù)中調(diào)用：ISFULL_SeqStack(parkstack,n),IN_Lqueue(parkqueue,car);Push_SeqStack(parkstack,car);t=POP_SeqStack(parkstack,car);ISEmpty_LQueue(parkqueue)=0;Push_SeqStack(parkstack,Out_LQueue(parkqueue);POP_SeqStack(SqStack*s,structNodecar)出棧函數(shù)中調(diào)用：Init_SeqStack();Push_SeqStack(p,s->

9、;datas->top);ISEmpty_SeqStack(p)=0詳細(xì)設(shè)計(jì)1.實(shí)現(xiàn)每個(gè)操作的偽碼1)主程序模塊intmain()(SqStack*parkstack;/parkstack為表示停車(chē)場(chǎng)的棧LinkQueue*parkqueue;/parkqueue為表示便道的隊(duì)歹UstructNodecar;intn,a=0,t;/n為停車(chē)場(chǎng)棧的最大容量time_trawtime;structtm*timeinfo;time(&rawtime);timeinfo=localtime(&rawtime);parkstack=Init_SeqStack();parkqueue

10、=Init_LQueue();printf("請(qǐng)輸入停車(chē)場(chǎng)最大容量n=n");scanf("%d",&n);printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");scanf("%c,%d,%d",&car.AL,&car.NO,&car.time);while(car.AL!='E')(if(car.AL='A')/汽車(chē)到達(dá)的情況if(ISFULL_SeqStack(parkstack,n)=1)/棧滿的情況IN_Lqueue(parkqueue,car);/進(jìn)入隊(duì)列

11、等待printf("這輛車(chē)在門(mén)外便道上第外位置n",parkqueue->num);printf("n");printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");)elsePush_SeqStack(parkstack,car);/入棧printf("這輛車(chē)在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)第d個(gè)位置n",parkstack->num);printf("n");printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");)if(car.AL='D')/汽車(chē)離開(kāi)的情況(t=POP_SeqStack(parkst

12、ack,car);/出棧printf("這輛車(chē)停留時(shí)間為dn",t);printf("n");printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");if(ISEmpty_LQueue(parkqueue)=0)/隊(duì)列不為空需要進(jìn)棧Push_SeqStack(parkstack,Out_LQueue(parkqueue);)if(car.AL='P'&&car.NO=0&&car.time=0)/顯示停車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)(printf("停車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)為dn",parkstack->num

13、);printf("n");printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");)if(car.AL='W'&&car.NO=0&&car.time=0)/顯示候車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)(printf("候車(chē)場(chǎng)的車(chē)數(shù)為dn",parkqueue->num);printf("n");printf("請(qǐng)輸入車(chē)輛信息n");)scanf("%c,%d,%d",&car.AL,&car.NO,&car.time);)printf(&q

14、uot;輸入結(jié)束n");return1;)/置空棧2)置空棧模塊SqStack*Init_SeqStack()(SqStack*s;s=(SqStack*)malloc(sizeof(SqStack);s->top=-1;s->num=0;returns;3)創(chuàng)立空隊(duì)列模塊LinkQueue*Init_LQueue()/創(chuàng)立空隊(duì)列LinkQueue*q;QNODE*p;q=(LinkQueue*)malloc(sizeof(LinkQueue);p=(QNODE*)malloc(sizeof(QNODE);p->next=NULL;q->front=q->

15、;rear=p;q->num=0;returnq;4)判斷棧是否為空模塊/判斷棧是否為空,棧為空返回1/判斷棧是否已滿,假設(shè)棧滿返回1intISEmpty_SeqStack(SqStack*s)if(s->top=-1)return1;elsereturn0;5)判斷棧是否已滿模塊intISFULL_SeqStack(SqStack*s,intn)if(s->top=n-1)return1;elsereturn0;6)判斷隊(duì)列是否為空模塊/判斷隊(duì)列是否為空,隊(duì)列為空返回intISEmpty_LQueue(LinkQueue*q)(if(q->front=q->re

16、ar)return1;elsereturn0;7)入隊(duì)模塊voidIN_Lqueue(LinkQueue*q,structNodes)/入隊(duì)(QNODE*p;p=(QNODE*)malloc(sizeof(QNODE);p->data=s;q->num+;p->next=NULL;q->rear->next=p;q->rear=p;8)入棧模塊voidPush_SeqStack(SqStack*p,structNodes)/入棧(p->top+;p->datap->top=s;p->num+;9)出棧模塊intPOP_SeqStack

17、(SqStack*s,structNodecar)/出棧(SqStack*p;intt;p=Init_SeqStack();while(s->datas->top.NO!=car.NO)找到車(chē)牌號(hào)為P.NO的車(chē),(Push_SeqStack(p,s->datas->top);s->top-;s->num-;)t=car.time-s->datas->top.time;s->top-;s->num-;while(ISEmpty_SeqStack(p)=0)(Push_SeqStack(s,p->datap->top);p-&

18、gt;top-;p->num-;)returnt;)10)出隊(duì)模塊structNodeOut_LQueue(LinkQueue*q)/出隊(duì)(QNODE*p;p=q->front->next;q->front->next=p->next;q->num-;if(q->front->next=NULL)q->rear=q->front;returnp->data;free(p);)四、測(cè)試與分析1 .設(shè)計(jì)與調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題分析、體會(huì)1)編寫(xiě)代碼時(shí),由于對(duì)棧和隊(duì)列不熟悉,經(jīng)常會(huì)一些問(wèn)題,該程序定義了車(chē)輛信息,停車(chē)場(chǎng)的順序棧,便

19、道上的鏈表隊(duì)列,所以在函數(shù)代值時(shí)會(huì)出現(xiàn)代值的問(wèn)題,例如在出棧的程序POP_SeqStack(SqStack*s,structNodecar)中一開(kāi)始在s->datas->top.NO!=car.NO這句話中我編的代碼是s->data.NO!=car.NO'程序報(bào)錯(cuò).NO':leftoperandpointsto'struct',use'->',這就是由于定義的太多了,忘記了當(dāng)初定義的停車(chē)場(chǎng)棧是：structNodedataMaxSize;就是像程序中s->datas->top.time這樣的定義由于太長(zhǎng)了經(jīng)常會(huì)

20、搞這種涉及函混,再次像IN_Lqueue(parkqueue,car);,Push_SeqStack(parkstack,car);數(shù)調(diào)用的尤其要注意代的應(yīng)該是什么.2 .主要算法的時(shí)間復(fù)雜度分析主函數(shù)中對(duì)每次輸入的車(chē)輛信息只選擇其中一個(gè)執(zhí)行,時(shí)間復(fù)雜度O(1);空間復(fù)雜度O(1);入棧入隊(duì)列函數(shù)根據(jù)判斷條件將數(shù)據(jù)入棧或入隊(duì)列,時(shí)間復(fù)雜度O(1);空間復(fù)雜度O(1);出棧數(shù)據(jù)不在最頂端需將n個(gè)數(shù)據(jù)先出該棧,再入新棧,再回舊棧,時(shí)間復(fù)雜度O(n);空間復(fù)雜度O(1);3 .測(cè)試數(shù)據(jù).設(shè)n=2,輸入數(shù)據(jù)為：('A',1,5),('A',2,10),('D&#

21、39;,1,15),('A',3,20),('A',4,25),('A',5,30),('D',2,35),('D',4,40),('E',0,0).每一組輸入數(shù)據(jù)包括三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)：汽車(chē)“到達(dá)或“離去信息、汽車(chē)牌照號(hào)及到達(dá)或離去的時(shí)刻,其中,'A'表示到達(dá)；D表示離去,'E'表示輸入結(jié)束.其中：('A',1,5)表示1號(hào)牌照車(chē)在5這個(gè)時(shí)刻到達(dá),而('D',1,15)表示1號(hào)牌照車(chē)在15這個(gè)時(shí)刻離去.4 .測(cè)試結(jié)果停車(chē)場(chǎng)治理程序青選擇(A,

22、D,E):A15青輸入車(chē)牌號(hào)：進(jìn)場(chǎng)的時(shí)刻:該車(chē)應(yīng)停在第1號(hào)車(chē)道.停車(chē)場(chǎng)治理程序青選擇(比D,E);A210青輸入車(chē)牌號(hào),進(jìn)場(chǎng)的時(shí)刻:該車(chē)應(yīng)停在第猾車(chē)道.停車(chē)場(chǎng)治理程序青選擇D115青輸入車(chē)牌號(hào)工出場(chǎng)的時(shí)刻:停車(chē)費(fèi)為20,占用車(chē)位數(shù)為1停車(chē)場(chǎng)治理程序青選擇A320青輸入車(chē)牌號(hào)：進(jìn)場(chǎng)的時(shí)刻:該車(chē)應(yīng)停在第2號(hào)車(chē)道.1停車(chē)場(chǎng)治理程序請(qǐng)選擇(A,D,E):A425請(qǐng)輸入車(chē)牌號(hào)；進(jìn)場(chǎng)的時(shí)刻:該車(chē)應(yīng)停在第*號(hào)車(chē)道.停車(chē)場(chǎng)治理程序請(qǐng)選擇(A,D,E):D235請(qǐng)輸入車(chē)牌號(hào)：出場(chǎng)的時(shí)刻:停車(chē)費(fèi)為50,占用車(chē)位數(shù)為2停車(chē)場(chǎng)治理程序請(qǐng)選擇(A,D,E);E005 .總結(jié)在這個(gè)程序中還有一個(gè)問(wèn)題,就是定義的結(jié)構(gòu)體數(shù)組

23、有些多,容易混亂,所以我選擇每定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體都將其畫(huà)出一個(gè)圖,這樣編寫(xiě)的時(shí)候就不至于太混亂.這個(gè)停車(chē)治理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程,還是慢慢在適應(yīng)模塊化程序的編寫(xiě),但有的程序還是喜歡寫(xiě)在一起,使得一個(gè)子程序會(huì)很長(zhǎng),這個(gè)問(wèn)題希望在之后的問(wèn)題再繼續(xù)慢慢改良6 .附錄：源程序清單#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>/函數(shù)返回狀態(tài)代碼# defineOK1# defineERROR0# defineTRUE1# defineFALSE0# defineINFEASIBLE-1# defineOVERFLOW-

24、2# defineSIZE5/停車(chē)場(chǎng)位置數(shù)typedefintStatus;/棧,模擬停車(chē)場(chǎng)typedefstructCar1/車(chē)intnumber;/汽車(chē)車(chē)號(hào)intar_time;/汽車(chē)到達(dá)時(shí)間CarNode;typedefstruct/停車(chē)場(chǎng)CarNode*base;/停車(chē)場(chǎng)的堆棧底CarNode*top;/停車(chē)場(chǎng)的堆棧頂intstacksize;Park;/隊(duì)列,模擬便道typedefstructCar2/車(chē)intnumber;/汽車(chē)車(chē)號(hào)intar_time;/汽車(chē)到達(dá)時(shí)間structCar2*next;*CarPtr;typedefstruct/便道CarPtrfront;/便道的隊(duì)列

25、的對(duì)頭CarPtrrear;/便道的隊(duì)列的隊(duì)尾intlength;Shortcut;StatusInitStack(Park&P)初始化停車(chē)場(chǎng)P.base=(CarNode*)malloc(SIZE*sizeof(Car1);if(!P.base)exit(OVERFLOW);P.top=P.base;P.stacksize=0;returnOK;StatusPush(Park&P,CarNodee)/車(chē)進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)*P.top+=e;+P.stacksize;returnOK;StatusPop(Park&P,CarNode&e)/車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)if(P.top=

26、P.base)printf("停車(chē)場(chǎng)為空.")；elsee=*-P.top;-P.stacksize;returnOK;)StatusInitQueue(Shortcut&S)/初始化便道S.front=S.rear=(CarPtr)malloc(sizeof(Car2);if(!S.front|!S.rear)exit(OVERFLOW);S.front->next=NULL;S.length=0;returnOK;)StatusEnQueue(Shortcut&S,intnumber,intar_time)/車(chē)進(jìn)入便道CarPtrp;p=(CarP

27、tr)malloc(sizeof(Car2);if(!p)exit(OVERFLOW);p->number=number;p->ar_time=ar_time;p->next=NULL;S.rear->next=p;S.rear=p;+S.length;returnOK;)StatusDeQueue(Shortcut&S,CarPtr&w)/車(chē)離開(kāi)便道if(S.length=0)printf("通道為空.");elsew=S.front->next;S.front->next=S.front->next->ne

28、xt;-S.length;)returnOK;)StatusArrival(Park&P,Shortcut&S)/對(duì)進(jìn)站車(chē)輛的處理intnumber,ar_time;printf("請(qǐng)輸入車(chē)牌號(hào)：");scanf("%d",&number);printf("進(jìn)場(chǎng)的時(shí)刻:");scanf("%d",&ar_time);if(P.stacksize<SIZE)(CarNodec;c.number=number;c.ar_time=ar_time;Push(P,c);printf(&

29、quot;該車(chē)應(yīng)彳亭在第%d號(hào)車(chē)道.n",P.stacksize);else(EnQueue(S,number,ar_time);printf("停車(chē)場(chǎng)已滿,請(qǐng)暫時(shí)停在便道的第d個(gè)位置.n",S.length);returnOK;StatusLeave(Park&P,Park&P1,Shortcut&S)對(duì)離站車(chē)輛的處理intnumber,le_time,flag=1,money,ar_time;printf("請(qǐng)輸入車(chē)牌號(hào)：");scanf("%d",&number);printf("出場(chǎng)的時(shí)刻:"