湖南工业大学

数据结构 课 程 设 计

资 料 袋

学院（系、部） 学年第学期 课程名称 数据结构课程设计 指导教师 *** 职称 ** 学生姓名

题 目 停车场问题

成 绩 起止日期 2010 年 6 月

日～

目 录 清 单

湖南工业大学

课程设计 课 程： 数 据 结 构

题 目： 停车场管理系统

专 业： 计算机科学与技术

班 级： 计算机 ***班

姓 名： * * *

2010 年 7 月 6 日

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课程设计任务书

2010 学年第 2 学期

学院（系、班级

课程名称： 数据结构（C语言版） 设计题目： 教学计划安排程序 完成期限：自 2010 年 6 月 30 日至 2010 年 7 月 4 日共 1 周

指导教师（签字）： 年 月 日

系（教研室）主任（签字）： 年 月 日

实验题目：停车场管理系统

一、要解决的问题

停车场是一条可以停放n辆车的狭窄通道，且只有一个大门汽车停放安到达时间的先后依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停在最北端）若停车场已经停满n辆车，后来的汽车在便道上等候，一旦有车开走，排在便道上的第一辆车可以开入；当停车场的某辆车要离开时，停在他后面的车要先后退为他让路，等它开出后其他车在按照原次序开入车场，每两停在车场的车要安时间长短缴费。 要求：以栈模拟停车场，以队列车场外的便道，按照从终端输入的数据序列进行模拟管理。每一组数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码、以及到达或离去的时刻。对每一组数据进行操作后的信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场的内或便道上的位置：若是车辆离去则输出汽车在停车场内的停留时间和应缴纳的费用（在便道上的停留时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。

二、基本要求

（1）界面友好，函数功能要划分好

（2）总体设计应画一流程图

（3）程序要加必要的注释

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（4）要提供程序测试方案。

三、算法基本思想描述

由于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到达时间的先后顺序，依次由北向南排列。由此很容易联想到数据结构中的堆栈模型，因此可首先设计一个堆栈，以堆栈来模拟停车场，我设计用顺序存储结构来存储停车场内的车辆信息，并给车辆按进栈顺序编号，当停车场内某辆车要离开时，在他之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入停车场。这是个一退一进的过程，而且让道的汽车必须保持原有的先后顺序，因此可再设计一个堆栈，以之来暂时存放为出站汽车暂时让道的汽车。当停车场满后，继续进来的汽车需要停放在停车场旁边的便道上等候，若停车场有汽车开走，则按排队的先后顺序依次进站，最先进入便道的汽车将会最先进入停车场，这完全是一个先进先出模型，因此可设计一个队列来模拟便道，队列中的数据元素设计成汽车的车牌号，并以链表的形式存储。另外，停车场根据汽车在停车场内停放的总时长来收费的，在便道上的时间不计费，因此必须记录车辆进入停车场时的时间和车辆离开停车场时的时间，然后计算、显示费用情况。

四、详细设计

1. 数据结构的设计

（1）车辆信息的表示

车辆可看成是一个节点，设计成一个结构体，车辆信息包括：车牌号码，车辆的进站时间和离开停车的时间，定义如下：

typedef struct node{

char num[10]; //车牌号码

Time reach; //到站时间

Time leave; //离开时间

}CarNode;

（2）时间、栈和队列的定义

时间是由小时和分钟表示的，有两部分数据，所以，类似于复数的表示一样，设计两个变量分别存储小时和分钟。如：typedef struct time{

int hour; int min;

}Time;

停车场内用栈表示：typedef struct NODE{

CarNode *stack[MAX+1]; //栈用顺序表示

int top;

}SeqStackCar;

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便道上的车辆表示：typedef struct car{

CarNode *data; // 便道上的车用链表表示

struct car *next;

}QueueNode;

typedef struct Node{

QueueNode *head; // 设置头指针、尾指针。。

QueueNode *rear;

}LinkQueueCar;

2. 算法的设计思想及流程图

（1）主要函数的功能说明

1、 void InitStack(SeqStackCar *); //车辆节点进栈

当栈未满时，就把到达的车辆进栈。

2、 int InitQueue(LinkQueueCar *); //车辆节点进队列

当栈满了时，车辆就进入便道上的队列中

3、 int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *); //车辆到达登记

车辆到达时，先登记车辆车牌号码。然后再判断停车场有没有停满，没停满就进栈，停满了就停在便道上，即进队列。。

4、 void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *); //车辆离开处理 通过输入离开车辆的位置处理，然后调用PRINT(CarNode *p,int room);函数进行收费。。然后再判断便道上有没有车，如果有，就把便道上的车进停车场内。

5、 void List(SeqStackCar,LinkQueueCar); //显示车场内和便道上的车辆情况 用个switch();函数选择显示车场内或是便道上的车辆情况。

包括对下面两个子函数的调用: void List1(SeqStackCar *S);

void List2(LinkQueueCar *W); //分别为显示车场

和便道上的车辆情况

6、 void PRINT(CarNode *p,int room); // 车辆离开是的收费

这个函数由车辆离开的函数调用，以分钟计时算费，但只能计算当天之内的费用，如果第二天的话会导致计费为负或减少。即只能当天停，当天开走。。

（2）模块结构及流程图

下图为程序的主流程图，比较清晰的显示了程序的整个运行过程。如：图 1.

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（3）主要模块算法描述

本程序最主要的算法就是车辆到达登记的和车辆离开的。

1车辆到达：int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W) ○

首先定义一个栈和队列的结构体指针为：*p , *t 。

然后申请一个车辆信息的内存空间，并把它赋给栈指针。

车辆到达时就输入车牌号，并通过if(Enter->top<MAX)

来判断该车是进车场内还是进便道上，如果是进车场内就把top 加1，显 示 在车场内的位置，还要输入进车场的时间，然后把该节点进栈。如果是else 就 显示该车要停在便道上，并进行进队列的操作。

2车辆离开： void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W) ○

定义一个整型变量room 记录要离开车辆的位置，

定义两个栈指针和一个队列指针，

用个if(Enter->top>0) 确保栈不空，然后用个while(1) 确保输入的车辆离开位

置的合法性。如果不和法，显示输入有误，要重新输入。

通过while(Enter->top>room) 判断离开车辆的位置，如果是中间位置，就要

再用一个栈前面临时开出来的车，等要开出的车开出后，再把临时栈的车看进 车场内，并

要调用PRINT(p,room); 这个函数计算显示费用。

然后还要用 if((W->head!=W->rear)&&Enter->top<MAX) 语句判断便道上

有没有车，如果有车就要显示进车场的车的车牌号，并登记进入时间。

并要进行相应的出队列和进栈操作。

五、源程序清单

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#define MAX 3 // 停车场最大容量为3辆，便于观察

#define price 0.05

typedef struct time{ // 定义时间结构体

int hour; int min; 8

}Time;

typedef struct node{ // 定义车辆信息结构体 char num[10];

Time reach;

Time leave;

}CarNode;

typedef struct NODE{

CarNode *stack[MAX+1];

int top;

}SeqStackCar;

typedef struct car{

CarNode *data;

struct car *next;

}QueueNode;

typedef struct Node{

QueueNode *head;

QueueNode *rear;

}LinkQueueCar;

void InitStack(SeqStackCar *);

int InitQueue(LinkQueueCar *);

int Arrival(SeqStackCar *,LinkQueueCar *);

void Leave(SeqStackCar *,SeqStackCar *,LinkQueueCar *); void List(SeqStackCar,LinkQueueCar);

void main()

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{

SeqStackCar Enter,Temp;

LinkQueueCar Wait;

int ch;

system("color 4A");

InitStack(&Enter);

InitStack(&Temp);

InitQueue(&Wait);

while(1)

{ printf("\n §※§※§※§※§※§ 欢迎使用停车场系统.§※§※§※§※§※§\t\n\n");

printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 1. 车辆到达登记.※◎※◎※◎※◎\t\n"); printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 2. 车辆离开登记.※◎※◎※◎※◎\t\n"); printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 3. 车辆列表显示.※◎※◎※◎※◎\t\n"); printf("\n\t※◎※◎※◎※◎ 4. 退出系统.※◎※◎※◎※◎\t\n\n");

while(1) { printf(" 请选择: ");

scanf("%d",&ch);

if(ch>=1&&ch<=4)break;

else printf("\n 输入有误，请重新选择： 1~4: ");

case 2:Leave(&Enter,&Temp,&Wait);break;

case 3:List(Enter,Wait);break;

case 4:exit(0);

10 } switch(ch) { case 1:Arrival(&Enter,&Wait); break;

default: break;

}

}

}

// 自定义函数

void InitStack(SeqStackCar *s){ // 栈的初始化

int i;

s->top=0;

for(i=0;i<=MAX;i++)

s->stack[s->top]=NULL;

}

int InitQueue(LinkQueueCar *Q){ // 队列的初始化

Q->head=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode)); if(Q->head!=NULL)

{

Q->head->next=NULL;

Q->rear=Q->head;

return(1);

}

else return(-1);

}

void PRINT(CarNode *p,int room){ // 车辆收费

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int A1,A2,B1,B2;

printf("\n车辆离开的时间:");

scanf("%d:%d",&(p->leave.hour),&(p->leave.min));

printf("\n离开车辆的车牌号为:");

puts(p->num);

printf("\n其到达时间为: %d:%d",p->reach.hour,p->reach.min); printf("\n离开时间为: %d:%d",p->leave.hour,p->leave.min); A1=p->reach.hour;

A2=p->reach.min;

B1=p->leave.hour;

B2=p->leave.min;

printf("\n应交费用为: %2.1f元",((B1-A1)*60+(B2-A2))*price); free(p);

}

// 车辆的到达登记

int Arrival(SeqStackCar *Enter,LinkQueueCar *W){

CarNode *p;

QueueNode *t;

p=(CarNode *)malloc(sizeof(CarNode));

flushall();

printf("\n请输入车牌号(例:豫B1234):");

gets(p->num);

if(Enter->top<MAX)

{

Enter->top++;

printf("\n车辆在车场第%d位置.",Enter->top);

printf("\n车辆到达时间:");

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scanf("%d:%d",&(p->reach.hour),&(p->reach.min)); Enter->stack[Enter->top]=p;

return(1);

}

else

{

printf("\n该车须在便道等待!有车位时进入车场"); t=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));

t->data=p;

t->next=NULL;

W->rear->next=t;

W->rear=t;

return(1);

}

}

void Leave(SeqStackCar *Enter,SeqStackCar *Temp,LinkQueueCar *W) { //车辆的离开 int room;

CarNode *p,*t;

QueueNode *q;

if(Enter->top>0) // 判断车场是否为空

{

while(1)

{

printf("\n请输入车在车场的位置/1--%d/：",Enter->top); scanf("%d",&room);

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if(room>=1&&room<=Enter->top) break;

else printf("\n 输入有误,请重输: "); } while(Enter->top>room) // 把要删除的车辆的前面的车开出来，进临时栈。 { Temp->top++;

Temp->stack[Temp->top]=Enter->stack[Enter->top];

Enter->stack[Enter->top]=NULL;

Enter->top--;

}

p=Enter->stack[Enter->top]; 把要删除的车辆节点赋给p。

Enter->stack[Enter->top]=NULL;

Enter->top--;

while(Temp->top>=1) // 再把临时栈里德车辆进停车场 { Enter->top++;

Enter->stack[Enter->top]=Temp->stack[Temp->top];

Temp->stack[Temp->top]=NULL;

Temp->top--;

} PRINT(p,room); // 调用计费函数计费。。

if((W->head!=W->rear)&&Enter->top<MAX) //如果便道上有车，则再开进停车场。

{ q=W->head->next;

t=q->data;

Enter->top++;

printf("\n便道的%s号车进入车场第%d位置.",t->num,Enter->top); printf("\n请输入%s号车进入车场的时间:",t->num);

scanf("%d:%d",&(t->reach.hour),&(t->reach.min));

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W->head->next=q->next;

if(q==W->rear) W->rear=W->head;

Enter->stack[Enter->top]=t;

free(q);

}

else printf("\n便道里没有车.\n");

}

else printf("\n车场里没有车.");

}

void List1(SeqStackCar *S) //显示车场里的车辆情况

{

int i;

if(S->top>0)

{

printf("\n车场:");

printf("\n 位置 到达时间 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车场里没有车");

}

void List2(LinkQueueCar *W) //显示便道上的车辆情况

{

QueueNode *p;

int i;

p=W->head->next;

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if(W->head!=W->rear)

{

printf("\n等待车辆的号码为:");

for(i=1; (p!=NULL); i++)

{

printf("\n第 %d 车辆.",i);

puts(p->data->num);

p=p->next ;

}

}

else printf("\n便道里没有车.");

printf("\n");

}

void List(SeqStackCar S,LinkQueueCar W) //显示,遍历 {

int flag,tag;

flag=1;

while(flag)

{

printf(" 查看车辆列表显示: ");

printf("\n 1.车场列表\n 2.便道列表\n 3.返回主菜单\n"); printf("\n请选择 1~3:");

while(1)

{

scanf("%d",&tag);

if(tag>=1 && tag<=3) break;

else printf("\n 输入有误,请重新选择 1~3:"); 16

} switch(tag) { case 1:List1(&S);break;

case 2:List2(&W);break;

case 3:flag=0; system("cls"); break;

default: break;

} } }

六、测试数据及测试结果

以下是程序运行的界面截图，显示了运行的一些主要过程。。

1 、这是停车场系统的登录界面。

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2 、车辆到达登记信息，为了便于观察，车场内最多可停3辆车，当停

车场内已满时，只登记车牌号，然后进入便道上，即进入队列中。

3 、 分别显示车场内和便道上的车辆信息情况。

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4 、 车场内车辆离开时，输入离开时间，然后计算、显示费用，如果便道上有车，则显示要进入车场内的车牌号码，同时登记时间。

七、课程设计总结及心得体会

这次的课程设计比去年的c语言的课程设计是难多了，不过，多了这半期的学习，还是能够应付的。我这次的课程设计题目是关于停车场问题的，总体来说，这个题目还是比较简单的，主要是运用了栈和队列的一些知识和操作。也没有用到其他太多的数据结构知识。程序基本上还是能够运行，结果也正确，能够实现那些基本的车辆到达、离开、收费、遍历显示等主要功能。

但我觉得这个程序还有很多小的地方是可以完善的，比如：在输入登记车辆到达时间的时候，没有相关的小时、分钟数字的限制范围——（小时 0~23，分钟 0~60）；这就使程序不那么健壮了，还有，在计算收费时如果离开时间是到了第二天了，这样就可能会导致收费时负的或减少很多。就是说，还应该算天数，要不就要规定只能当天停，当天开走。我改了几次改不好，又鉴于程序要求中也没有提及，所以我也就没去该了。只要能实现主要的功能就好了。

当然，这次的课程设计、编程实践还是大有收获的。

通过实习我的收获如下

1、我知道了怎样去简化程序，减少他的时间复杂度和空间复杂度。还知道了怎样去完善程序，使其更具健壮性。

2、巩固和加深了对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

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3、培养了我选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。

4、通过实际编译系统的分析设计、编程调试，掌握应用软件的分析方法。

5、通过课程设计，培养了我严肃认真的工作作风，逐步建立正确的生产观念、经济观念和全局观念。

根据我在实习中遇到得问题，我将在以后的学习过程中注意以下几点：

1、认真上好专业实验课，多在实践中锻炼自己。更让我懂得实践是检验和掌握真理的最好办法。

2、写程序的过程中要考虑周到，严密。

3、在做设计的时候要有信心，有耐心，切勿浮躁。

4、认真的学习课本知识，掌握课本中的知识点，并在此基础上学会灵活运用。

5、在课余时间里多写程序，熟练掌握在调试程序的过程中所遇到的常见错误，以便能节省调试程序的时间。

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