数据结构课程设计报告_停车场管理系统.docx
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重庆科技学院
《数据结构》课程设计报告
学 院:
_电气与信息工程学院_专业班级:
学生姓名:
学 号:
设计地点（单位） _计算机基础自主学习中心 __
设计题目:
_ 停车场管理模拟程序的设计
完成日期：
2012年 7月6日
指导教师评语:
_
成绩（五级记分制）:
指导教师（签字）:
重庆科技学院《数据结构》课程设计报告
重庆科技学院
课程设计任务书
设计题目：
停车场管理模拟程序的设计
学生姓名
课程名称
数据结构课程设计
专业班级
计科2011-01,02,03,04
地 点
计算机基础自主学习中心
起止时间
2012.6.25-2012.7.6
设计内容及要求
假设停车场是一个可以停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。
汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆车，那么后来的车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在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，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开时必须按它停留的时间长短交纳费用（在便道上停车不收费）。
试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
要求：
以栈模拟停车场，以队列模拟便道。
每一组输入数据包括三个数据项：
汽车
“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码、到达或离去的时刻。
对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：
若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置（停车位从北向南依次编号）；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用。
程序退出时，应将停车场的当前情况保存在磁盘上，以便下次运行程序时能恢复到上次退出时的状态。
设计参
数
测试数据要求：
停车费用单价为每小时3元，不足一小时部分四舍五入，例如4.6小时按5小时收费。
程序运行时，n由键盘输入（6≤n≤20）。
进度要求
2012.6.25 完成任务的讲解、并接受课程设计任务，选定课程设计的题目
2012.6.26 了解任务的算法、并画出算法的程序流程图，对任务的关键技术进行验证、并确定解决办法
2012.6.27-2012.6.29程序设计及编码，上机调试
2012.7.02 对程序进行调试，设计测试用例进行测试
2012.7.03 整理课程设计的过程、并进行总结，完善程序功能
2012.7.04 编写课程设计报告初稿
2012.7.05 完善课程设计报告、并准备答辨
2012.7.06 提交课程设计报告和程序，进行答辨
参考资料
1.严蔚敏吴伟民，数据结构，清华大学出版社，2007.3
2.程杰，大话数据结构，清华大学出版社，2011.6
3．（美）StephenPrata,CPrimerPlus中文版（第五版），人民邮电出版社，2005.2
其它
说
明
1.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，学院审批后交学院教务办备案，一份由负责教师留用。
2.若填写内容较多可另纸附后。
3.一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。
II
系主任：
雷亮 指导教师：
黄永文/王双明/熊茜/彭军/王成敏
2012年6月20日
摘要
在这个科技发达的时代，汽车对于我们来说越来越普遍，而人们对停车场的管理也更加信息化。
本系统主要是对仅有一个门的停车场的简单管理的设计。
对汽车进入停车场，若停车场满，进入便道等候，车场中有车离开后，便道上的车依次进入停车场有一定的管理。
而且停车场也有合理的收费标准。
该系统主要运用的是C语言和数据结构的相关知识，用栈（后进先出）来模拟停车场，队列（先进先出）来模拟便道实现对汽车进入和离开的管理，用简单的数据计算对汽车进行收费标准。
使车主更清楚了解停车场的信息，车主可以根据系统的提示进行每一项的操作。
关键词：
停车场管理 C语言 数据结构 栈 队列
IV
目录
1设计内容和要求 1
1.1设计内容 1
1.2设计要求 1
2概要设计 2
2.1栈的抽象数据类型定义 2
2.2模块的划分 4
3详细设计 5
3.1数据类型的定义 5
3.2主要模块的算法流程图 5
3.3主要模块的算法描述 7
4软件的测试 13
5总结 16
参考文献 17
致谢 18
附录 19
1设计内容和要求
1.1设计内容
假设停车场是一个可以停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。
汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆车，那么后来的车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在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，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开时必须按它停留的时间长短交纳费用（在便道上停车不收费）。
试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
1.2设计要求
以栈模拟停车场，以队列模拟便道。
每一组输入数据包括三个数据项：
汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码、到达或离去的时刻。
对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：
若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置（停车位从北向南依次编号）；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应
交纳的费用。
程序退出时，应将停车场的当前情况保存在磁盘上，以便下次运行程序时能恢复到上次退出时的状态。
22
2概要设计
2.1栈的抽象数据类型定义
（1）栈的抽象数据类型定义
ASTStack{
数据对象：
D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,...,n,n≥0}数据关系：
R1={|ai-1,ai∈D，i=2,...,n}约定an端为栈顶，a1端为栈底。
基本操作：
InitStack（&S）
操作结果：
构造一个空栈S。
DestroyStack（&S）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
栈S被销毁。
ClearStack（&S）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
将栈S清为空栈。
StackEmpty（S）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALSE。
StackLength（s）
初始条件:
栈S已存在。
操作结果：
返回S的元素个数，既栈的长度。
GetTop（S,&e）
初始条件：
栈S已存在且非空。
操作结果：
用e返回S的栈顶元素。
Push（&S,e）
初始条件：
栈S已存在。
操作结果：
插入元素e为新的栈顶元素。
Pop（&S,&e）
初始条件：
栈S已存在且非空。
操作结果：
删除S的栈顶元素，并用e返回其值。
StackTraverse（S,visit（））
初始条件：
栈S已存在且非空。
操作结果：
从栈底到栈顶依次对S的每个数据元素调用函数visit（）。
一旦
visit（）失败，则操作失效。
}ADTStack
（2）队列的抽象数据类型定义
ADTQueue{
数据对象：
D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,...,n,n≥0}数据关系：
R1={|ai-1,ai∈D,i=2,...,n}约定其中a1端为队列头，an为队列尾。
基本操作：
InitQueue（&Q）
操作结果：
构造一个空队列Q。
DestroyQueue（&Q）
初始条件：
队列Q已存在。
操作结果：
队列Q被销毁，不再存在。
ClearQueue（&Q）
初始条件：
队列Q已存在。
操作结果：
将Q清为空队列。
QueueEmpty（Q）
初始条件：
队列Q已存在。
操作结果：
若Q为空队列，则返回TRUE，否则FALSE。
QueueLength（Q）
初始条件：
队列Q已存在。
操作结果：
返回Q的元素个数，即队列的长度。
GetHead（Q,&e）
初始条件：
Q为非空队列。
操作结果：
用e返回的队头元素。
EnQueue（&Q,e）
初始条件：
队列Q已存在。
操作结果：
插入元素e为Q的新的队尾元素。
DeQueue（&Q,&e）
初始条件：
Q为非空队列。
操作结果：
删除Q的队头元素，并用e返回其值。
QueueTraverse（Q,visit（））
初始条件：
Q已存在且非空。
操作结果：
从队头到队尾，依次对Q的每个数据元素调用函数visit（）。
一旦
visit（）失败，则操作失败。
}ADTQueue
2.2模块的划分
该系统主要有7个模块，即：
主函数模块、栈模块（模拟停车场）、队列模块
（模拟便道）、汽车进入模块、汽车离开模块、系统信息保存模块、系统输出显示模块。
3详细设计
3.1数据类型的定义
typedefstructtime
{
inthour;intmin;
}Time;//时间结点typedefstructcarnode
{
charnum[10];
Timereach;
Timeleave;
}Car;//车辆信息结点typedefstructnode
{
Car*stack[100];inttop;
}SqStack;//定义栈表示车位typedefstructcar
{
intnum;
Car*data;
structcar*next;
}QNode;
typedefstructNode
{
QNode*front;
QNode*rear;
}LinkQueue;//用队列表示便道道
3.2主要模块的算法流程图
输入停车场的最大容量
菜单
有
有
显
退
车
车
示
出
进
离
车
程
入
开
场
序
信
息
图4.1界面显示
有汽车进入停车场
判断停车场是否有空
车位
汽车车进入系统结束
进入便道
进入停车场
输入进入车辆的信息
是
否
图4.2汽车进入
有汽车离开
判断它后面是否有车
是
汽车离开并缴费
后面的车进入临时停车场
输入离开汽车的信息
临时停车场的车回到停车场
否
判断便道是否有车
是
车场离开系统结束
便道的车进入停车场
否
图4.3汽车离开
3.3主要模块的算法描述
（1）汽车进入停车场：
intarrive（SqStack*In,LinkQueue*W,intn）//车辆到达（把元素要入栈中）
{ Car*p; QNode*t;
p=（Car*）malloc（sizeof（Car））; flushall（）;
printf（"\n停车场还有%d个停车位（若停车位为0，车可先进入便道等待）",n-In->top）;
printf（"\n请输入车牌号码:
"）; gets（p->num）;
if（In->top{ In->top++;
printf（"\n停车的位置:
%d号停车位。
",In->top）;
printf（"\n请输入车到达的时间格式为“**:
**”:
"）;scanf（"%d:
%d",&（p->reach.hour）,&（p->reach.min））;
fprintf（fpout,"车牌号为%s的汽车在%d:
%d时进入停车场的%d号车位
\n",p->num,p->reach.hour,p->reach.min,In->top）;In->stack[In->top]=p;
printf（"请按任意键返回"）;getch（）;return
（1）;
}
else//停车场已满，车进便道
{ printf（"\n停车位已满，该车须在便道等待！
"）;
fprintf（fpout,"\n停车位已满，车牌号为%s车须在便道等待！
\n",p-
>num）;
}
t=（QNode*）malloc（sizeof（QNode））;
t->data=p; t->next=NULL; W->rear->next=t; W->rear=t;
printf（"请按任意键返回"）; getch（）;return
（1）;
}
开始定义汽车节点指针P和t，先判断停车场内是否有空位，若In->top汽车进入停车场，然后停车场的栈顶In->top 加1表示增加了新的车辆，接着输入进入车辆的信息。
如果停车场没有空位，则车进入便道，就是把元素压入队列中。
（2）汽车离开停车场：
voidleave（SqStack*In,SqStack*Out,LinkQueue*W）//车辆离开
{ introom; Car*p,*t; QNode*q;
//判断车场内是否有车if（In->top>0）//有车
{ while
（1）//输入离开车辆的信息
{ printf（"\n请输入车在停车场的位置（1-%d）：
",In->top）;scanf（"%d",&room）; if（room>=1&&room<=In->top）break;
}
while（In->top>room）//车辆离开
{ Out->top++;
Out->stack[Out->top]=In->stack[In->top];In->stack[In->top]=NULL; In->top--;
}
p=In->stack[In->top];
In->stack[In->top]=NULL; In->top--;while（Out->top>=1）
{ In->top++;
In->stack[In->top]=Out->stack[Out->top];Out->stack[Out->top]=NULL; Out->top--;
}
feiyong（p,room）;
//判断通道上是否有车及车站是否已满
if（W->front!
=W->rear）//便道的车辆进入停车场
{ q=W->front->next; t=q->data; In->top++;
printf（"\n现在停车场有空位了，便道的%s号车将进入停车场第%d号停车位。
",t->num,In->top）;
printf（"\n请输入现在的时间格式为“**:
**”:
"）;scanf（"%d:
%d",&（t->reach.hour）,&（t->reach.min））;
fprintf（fpout,"现在停车场有空位了，便道的%s号车在%d:
%d时进入停车场第%d号停车位。
\n\n",t->num,In->top,t->reach.hour,t->reach.min）;
W->front->next=q->next;if（q==W->rear）；W->rear=W->front; In-
>stack[In->top]=t; free（q）;
}
}
else{printf（"\n停车场里没有车\n"）;
fprintf（fpout,"\n停车场里没有车\n"）;}//没车
printf（"请按任意键返回"）;getch（）;
}
首先定义一个整型变量room，用来记录要离开的车辆在停车场的位置，定义
车辆结点指针p和t和队列结点指针q，然后判断停车场内是否有车，如果有车，就输入要离开的车辆在停车场的位置。
若栈顶位置In->top大于要离开的车位置
room，在要离开的车辆后面的车就要先离开，开到临时停车场，，因此Out所表示的临时栈的栈顶top加1，用来表示临时停车场增加1辆车；接着把该车的信息拷贝到栈Out中，然后删除栈In的栈顶。
直到要离开的车辆后面的车都开到临时停车场之后，该车才离开，离开之后，该车的信息结点In->stack[In->top]置空，然后栈顶In->top减1。
之后就把临时停车场的车开回停车场里，因此停车场的栈顶In-
>top加1，然后就把临时停车场的车结点的信息拷贝到停车场的车结点上，接着删除临时停车场车的结点。
最后判断（W->front!
=W->rear）即便道上是否有车满，如果便道有车且停车场未满，通道的车便可进入停车场，此时指针q指向便道的头，即队头，然后停车场的栈顶In->top加1以便增加新的车辆，接着输入要进停车场的车的信息，然后便道队列的头结点指向原队列中第二辆车的结点，接着判断刚离开的车是否是最后一辆车，如果是，就把队列置空，即队头等于队尾；之后就把结点t（即要进入停车场的车）的信息拷贝到停车场栈顶的车中，最后释放p的空间。
（3）显示停车场的出入信息
voidxianshi1（SqStack*S）//列表输出车场信息
{ inti;
if（S->top>0）//判断停车场内是否有车
{ printf（"\n车场:
"）; printf（"\n位置到达时间车牌号\n"）;
fprintf（fpout,"\n\车场:
"）;fprintf（fpout,"\n位置到达时间车牌号\n"）;for（i=1;i<=S->top;i++）
{ printf（" %d\t",i）;
printf（"%d:
%d ",S->stack[i]->reach.hour,S->stack[i]->reach.min）;puts（S->stack[i]->num）; fprintf（fpout," %d\t",i）;
fprintf（fpout,"%d:
%d ",S->stack[i]->reach.hour,S->stack[i]->reach.min）;fprintf（fpout,"%s",S->stack[i]->num）;
}
}
else{printf（"\n停车场里没有车"）;
fprintf（fpout,"\n停车场里没有车"）; }
}
voidxianshi2（LinkQueue*W）//显示便道信息
{ QNode*p; p=W->front->next;
if（W->front!
=W->rear）//判断通道上是否有车
{ printf（"\n便道中车辆的号码为:
\n"）;
fprintf（fpout,"\n便道中车辆的号码为:
\n"）;while（p!
=NULL）
{
puts（p->data->num）; fprintf（fpout,"%s",p->data->num）;p=p->next;
}
}
else{printf（"\n便道里没有车\n"）;fprintf（fpout,"\n便道里没有车\n\n"）;
}
printf（"请按任意键返回"）;getch（）;
}
先显示停车场的信息，首先判断停车场里是否有车，如果有就输出车辆信息即
车位，车牌号和到达时间。
如果停车场里没有车，就输出停车场没有车。
再判断便道上是否有车，如果有车就输出便道上车辆的车牌号，若没有就输出便道上没有车。
最后按任意键返回。
（4）计算汽车离开时的收费情况
voidfeiyong（Car*p,introom）//输出停车站车的信息
{ intA1,A2,B1,B2; ints,sum;
printf（"\n请输入车离开的时间格式为“**:
**”:
"）;scanf（"%d:
%d",&（p->leave.hour）,&（p->leave.min））;
printf（"\n车牌号码:
"）;puts（p->num）;
printf（"\n车到达的时间是:
%d:
%d",p->reach.hour,p->reach.min）;
printf（"车离开的时间是:
%d:
%d",p->leave.hour,p->leave.min）;
fprintf（fpout,"车牌号为%s的汽车在%d:
%d时离开,",p->num,p-
>leave.hour,p->leave.min）;
A1=p->reach.hour;A2=p->reach.min;B1=p->leave.hour;B2=p->leave.min;s=（B1*60+B2）-（A1*60+A2）;
if（s%60>=30）sum=（s/60+1）*3;elsesum=s/60*3;
printf（"您所需缴纳的费用为:
%d元\n",sum）;
fprintf（fpout,"车主需缴纳的费用为:
%d元\n\n",sum）;
free（p）;
}
首先让户主输入离开时的时间，然后根据该车到达的时间算出该车总停留的
时
间，再根据每小时3元，不足一小时四舍五入即s=（B1*60+B2）-（A1*60+A2）;if（s%60>=30）sum=（s/60+1）*3;elsesum=s/60*3;算出总的费用。
。
4软件的测试
1.进入界面输入停车场的最大容量为6：
图5.1系统初始化界面图
2.输入8辆车进入停车场，并显示停车场的信息：
图4.2汽车进入停车场的示意图
图4.3汽车进入便道示意图
图4.4显示停车场的信息图
3.使3号位的车离开车场，离开后便道上的车进入停车场，并显示汽车离开后停车场的信息：
图4.5汽车离开车场，便道上的车进入车场的示意图
图4.6显示停车场的信息
4.退出系统：
图4.7退出系统示意图
5.停车场的所有出入信息保存在estdout.pc2文件中：
图4.8车场信息存入磁盘的部分示意图
5总结
通过这次数据结构的程序设计，我更加理解了栈和队列这两种重要的线性结构。
知道了栈和队列的抽象数据类型的定义，知道了栈的顺序存储结构和队列的链式存储结构的定义和算法描述，也充分的理解了用栈和队列实现模拟停车场的基本原理。
学会了编一些简单的停车场的程序。
这次的程序设计总的来说我觉得编写的还可以，但是仍然有一些地方需要完善，如把停车场的信息保存在磁盘上，就有一些困难。
后面还是通过和同学一起讨论才有了大概的思路，知道了从哪里下手。
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