数据结构上机--停车场管理问题

.实习指导实习题目：停车场管理。实习内容：首先，实现栈和队列的基本操作，在此基础上，实现停车场管理。停车场管理问题描述：设停车场是一个可停放n辆车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。在停车场内，汽车按到达的先后次序，由北向南依次排列（假设大门在最南端）。若车场内已停满n辆车，则后来的汽车需在门外的便道上等候，当有车开走时，便道上的第一辆车即可开入。当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门后，其它车辆再按原次序返回车场。每辆车离开停车场时，应按其停留时间的长短交费（在便道上停留的时间不收费）。试编写程序，模拟上述管理过程。要求以顺序栈模拟停车场，以链队列模拟便道。从终端读入汽车到达或离去的数据，每组数据包括三项： 是“到达”还是“离去”； 汽车牌照号码； “到达”或“离去”的时刻。与每组输入信息相应的输出信息为：如果是到达的车辆，则输出其在停车场中或便道上的位置；如果是离去的车辆，则输出其在停车场中停留的时间和应交的费用。（提示：需另设一个栈，临时停放为让路而从车场退出的车。）实习目的：通过实习，熟悉栈和队列的基本特点，掌握利用栈和队列解决具体问题的方法。实习步骤：1 实现顺序栈的基本操作l 基本思路首先实现一个整型顺序栈的初始化、判栈空、进栈、出栈等基本操作，并在主程序中调用这些操作。l 基本框架#include #define TRUE 1#define FALSE 0#define Stack_Size 50typedef int StackElementType;typedef struct StackElementType elemStack_Size; int top; SeqStack;/* 以下是函数原形说明。注意函数头后面有分号。 */void InitStack(SeqStack *s);int IsEmpty(SeqStack *s);int Push(SeqStack *s, StackElementType e);int Pop(SeqStack *s, StackElementType *e);/* 以下是函数定义。注意函数头后面无分号。 */void InitStack(SeqStack *s)/* 顺序栈的初始化函数 */ ; int IsEmpty(SeqStack *s)/* 顺序栈的判栈空函数 */ ; int Push(SeqStack *s, StackElementType e)/* 顺序栈的进栈函数 */ ; Status Pop(SeqStack *s, StackElementType *e)/* 顺序栈的出栈函数 */ ; void main(void) ; l 要点提示主程序的基本过程如下：void main(void) SeqStack my_stack ;StackElementType x;StackElementType y;InitStack(&my_stack );if(IsEmpty(&my_stack) 打印：“my_stack已被初始化为空栈”; 提示输入10个正整数；循环10次，执行下面操作： 读入整数x;Push(&my_stack, x); while(!IsEmpty(&my_stack)Pop(&my_stack, &y);打印y;l 测试数据读入数据：19，14，23，01，68，20，84，27，55，11打印结果：读入序列的逆序。2 同时实现顺序栈和链队列的基本操作l 基本思路在前面已经实现的整型顺序栈的基础上，进一步实现一个整型链队列的基本操作。l 基本框架（1）在上述程序框架的前面，增加如下包含语句：#include （2）在上述程序框架的类型定义部分，增加如下链队列定义：typedef int QueueElementType;typedef struct Node QueueElementType data; /*数据域*/ struct Node *next; /*指针域*/ LinkQueueNode;typedef struct LinkQueueNode * front; LinkQueueNode * rear; LinkQueue;（3）在上述程序框架的函数原型说明部分，增加如下链队列的操作函数原型说明：int InitQueue(LinkQueue * Q);int EmptyQueue(LinkQueue Q);int EnterQueue(LinkQueue *Q, QueueElementType x);int DeleteQueue(LinkQueue * Q, QueueElementType *x);（4）在上述程序框架的函数定义部分，增加上述链队列的操作函数定义。（5）在上述程序框架的主程序中，增加调用链队列操作函数的有关语句。l 要点提示主程序的基本过程如下：void main(void) SeqStack my_stack ;LinkQueue my_queue;int x;InitStack(&my_stack );InitQueue(&my_queue );if(IsEmpty(&my_stack) 打印：“栈为空”; 提示输入10个正整数；循环10次，执行下面操作： 读入整数x;Push(&my_stack, x); while(!IsEmpty(&my_stack)Pop(&my_stack, &x);将x加入队列my_queue;while(队列my_queue非空)删除my_queue的队首元素，并送给x;打印x;注意指针参数的调用方法。l 测试数据读入数据：19，14，23，01，68，20，84，27，55，11打印结果：读入序列的逆序。3 实现停车场管理问题l 基本思路停车场管理问题可以用如下简图说明：车库便 道暂 时 退 车 道 将“车库”和“暂时退车道”定义为两个栈，将“便道”定义为一个队列。在前面程序的基础上，进行如下修改：（1）定义一个表示“车辆信息”的结构体类型。（2）将栈元素类型和队列元素类型均改为“车辆信息”结构体指针类型（或“车辆信息”结构体类型），并相应修改有关函数。（3）定义一个“车辆到达处理”函数和“车辆离开处理”函数。l 基本框架（1）在上述程序框架的类型定义部分，增加一个表示“车辆信息”的结构体类型定义，设置两个数据域：牌照号码、到达时刻。牌照号码用字符串表示，到达时刻可先用正整数表示（参后面测试数据）。（2）在上述程序框架的函数原型说明部分，增加“车辆到达处理”函数和“车辆离开处理”函数的原型说明。（3）在上述程序框架的函数定义部分，增加“车辆到达处理”函数和“车辆离开处理”函数的函数定义。（4）为了简化参数传递，可以先将有关的栈和队列定义为全局变量，调通后再改为用参数传递。l 要点提示主程序的基本过程如下：void main(void) 重复如下过程，直到读入结束标志： 提示输入一辆车的信息（到达/离开，牌照号码，当前时刻）； 读入这辆车的信息; 如果是到达车辆，则调用“车辆到达处理”函数； 否则调用“车辆离开处理”函数。 “车辆离开处理”函数的基本过程如下：void leave(牌照号码，离开时刻) 当“车库”栈不空，并且栈顶车辆不是要离开的车时，重复下面操作： 将“车库”栈的栈顶车辆退出；让退出的车辆进入“暂时退车道”栈； 如果找到要离开的车辆，则计算并输出停车费用； 将“暂时退车道”栈中的车辆倒回“车库”栈； 如果“便道”队列不空，则队头车辆出队，并进入“车库”栈；注意将“出队车辆”的到达时刻改为“离开车辆”的离开时刻。l 测试数据假设用0表示车辆离开，1表示车辆到达，-1表示程序结束；用字符串表示车辆的牌照号码；用正整数表示时刻，每单位时间的停车费用是5元；停车场大小n=2。则运行结果如下：输入数据：1，A001，5输出结果：A001当前停放在车库1号位输入数据：1，B002，10输出结果：B002当前停放在车库2号位输入数据：0，A001，15输出结果：A001停放时间为10，停车费用为50元输入数据：1，C003，20输出结果：C003当前停放在车库2号位输入数据：1，D004，25输出结果：D004当前停放在便道1号位输入数据：1，E005，30输出结果：E005当前停放在便道2号位输入数据：0，B002，35输出结果：B002停放时间为25，停车费用为125元 便道上的D004进入车库，入库时刻为35，当前停放在车库2号位输入数据：0，D004，40输出结果：D004停放时间为5，停车费用为25元 便道上的E005进入车库，入库时刻为40，当前停放在车库2号位输入数据：-1，#000，0输出结果：当前车库中还有2辆车，便道上无车。再见！改进建议：1 每次输出结果中，打印整个车库和整个便道的当前停车情况一览表。2 将车库”栈、“暂时退车道”栈改为对顶栈，共享同一空间。3 根据车辆类型，分别收费。4 便道上的车可以直接开走，此时排在它前面的车要依次开出，并排到队尾。5 停放在便道上的车也收费，但收费标准较低。6 将时间改为时、分表示法。7 到达时刻和离开时刻采用本机系统时间。8 用随机数模拟车辆到达间隔和停车时间。9 用动画演示运行过程。源代码：/ parking.cpp : Defines the entry point for the console application.#include #include #include string.h#define TRUE 1#define FALSE 0#define Stack_Size 2/*车辆信息*/typedef struct Car char Number10; /*车牌号*/ int time; /*到达时刻*/ Car;/*车库栈定义*/typedef struct Car elemStack_Size; int top; SeqStack;/*暂退车道栈定义*/typedef struct Car elem2Stack_Size; int top2; SeqStack2;/*队列定义*/typedef struct Node Car data; /*数据域*/ struct Node *next; /*指针域*/ LinkQueueNode;typedef struct LinkQueueNode * front; LinkQueueNode * rear;int length; LinkQueue;/* 以下是函数原形说明。注意函数头后面有分号。 */void InitStack(SeqStack *s);int IsEmpty(SeqStack *s);int Push(SeqStack *s, Car e);int Pop(SeqStack *s, Car *e);int InitQueue(LinkQueue * Q);int EmptyQueue(LinkQueue Q);int EnterQueue(LinkQueue *Q, Car x);int DeleteQueue(LinkQueue * Q, Car *x);int CarArrive(SeqStack *s,LinkQueue *Q,char num,int arrivetime);int CarLeave(SeqStack *s,LinkQueue * Q,SeqStack *s2,char,int leavetime );/* 以下是函数定义。注意函数头后面无分号。*/void InitStack(SeqStack *s)/* 顺序栈的初始化函数 */ s-top =-1; int IsEmpty(SeqStack *s)/* 顺序栈的判栈空函数 */ if(s-top =-1)return(TRUE);elsereturn(FALSE);int IsFull(SeqStack *s)/* 顺序栈的判栈满函数 */ if(s-top =Stack_Size)return(TRUE);elsereturn(FALSE);int Push(SeqStack *s, Car *e)/* 顺序栈的进栈函数 */ if(s-top=Stack_Size-1)return(FALSE);elses-top +;s-elem s-top=*e;return(TRUE); int Pop(SeqStack *s, Car *e)/* 顺序栈的出栈函数 */if(s-top =-1)return(FALSE);else*e=s-elem s-top;s-top-;return(TRUE); int InitQueue(LinkQueue * Q)/*链队列的初始化*/ Q-length=0;Q-front=( LinkQueueNode*)malloc(sizeof( LinkQueueNode);if(Q-front!=NULL)Q-rear=Q-front;Q-front-next=NULL;return(TRUE);elsereturn(FALSE); /*溢出*/int EmptyQueue(LinkQueue *Q)/*链队列的判空*/if(Q-front=Q-rear)return(TRUE);elsereturn(FALSE);int EnterQueue(LinkQueue *Q,Car *x)/*链队列的入队操作，将数据元素x插入到队列中*/LinkQueueNode *NewNode;NewNode=(LinkQueueNode *)malloc(sizeof(LinkQueueNode);if(NewNode!=NULL)NewNode-data=*x;NewNode-next=NULL;Q-rear-next=NewNode;Q-rear=NewNode;Q-length+;return(TRUE);else return(FALSE);/溢出int DeleteQueue(LinkQueue * Q,Car *x)/*链队列的出队操作，对头出列，并存放到x所指的储存空间中*/ LinkQueueNode * p;if(Q-front=Q-rear)return(FALSE);p=Q-front-next;Q-front-next=p-next; /*对头元素p出列*/if(Q-rear=p) /*如果对中只有一个元素p，则p出对后成为空队*/Q-rear=Q-front; *x=p-data;free(p); /*释放存储空间*/Q-length-;return(TRUE);/*车辆到达函数*/int CarArrive(SeqStack *s,LinkQueue *Q,char num,int arrivetime) Car *come; come=(Car*)malloc(sizeof(Car); strcpy(come-Number,num);/到达车辆的车牌号come-time =arrivetime;/到达车辆的时间if(s-toptop+1);elseEnterQueue(Q, come);/*若车库已满，就入队列*/ printf(-n); printf(车辆%s停在便道%d号位上n,num,Q-length); return 0;/*车辆离开函数*/void Carleave(SeqStack *s,LinkQueue * Q,char num,int leavetime) SeqStack s2; InitStack(&s2 );Car *Acar;/要离开车辆Acar=(Car*)malloc(sizeof(Car);int money,parktime;while(!IsEmpty(s)&(strcmp(s-elems-top.Number,num) /当车库栈不空，并且栈顶车辆不是要离开的车时，重复下面操作： / 将车库栈的栈顶车辆退出； Pop(s, Acar);/让退出的车辆进入暂时退车道栈；Push(&s2,Acar); /如果找到要离开的车辆，则计算并输出停车费用； Pop(s, Acar); parktime=leavetime-Acar-time;money=5*parktime; printf(-n);printf(%s的停车时间为%d，停车费用为%dn,num,parktime,money); /将暂时退车道栈中的车辆倒回车库栈； while(!IsEmpty(&s2) Pop(&s2, Acar); Push(s, Acar); / 如果便道队列不空，则队头车辆出队，并进入车库栈； if(!EmptyQueue(Q) Car *Bcar;/出便道进车库的车 Bcar=(Car*)malloc(sizeof(Car);DeleteQueue(Q,Bcar);Bcar-time=leavetime;/将出队车辆的到达时刻改为离开车辆的离开时刻。Push(s,Bcar);printf(便道上的%s进入车库，入库时刻为%d，当前停放在车库%d号位n,Bcar-Number,Bcar-time,s-top+1);/*车库停车情况一览表函数*/void printfstack(SeqStack s) Car *Ccar;Ccar=(Car*)malloc(sizeof(Car);if(s.top =-1)printf(车库无车n);elsewhile(s.top !=-1)*Ccar=s.elem s.top;s.top-;printf(%s %dn,Ccar-Number,Ccar-time);/end while/END ELSE/*便道停车情况一览表函数*/int printfQueen(LinkQueue Q)Car *Dcar;Dcar=(Car*)malloc(sizeof(Car); LinkQueueNode * p;p=Q.front-next;if(Q.front=Q.rear)printf(便道无车n); return(FALSE);while(Q.front!=Q.rear) *Dcar=p-data;if(Q.rear=p) /*如果对中只有一个元素p，则p出对后成为空队*/ Q.rear=Q.front; pr