第六周项目六停车场模拟

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本文介绍了一个使用栈和队列数据结构模拟停车场管理的程序。通过栈模拟停车场实现汽车的先进后出，利用队列模拟候车场实现车辆的先进先出。程序能够处理汽车的到达与离开，并计算停车费用。

问题及代码：

/*   
*烟台大学计算机与控制工程学院    
*作    者：孙丽玮   
*完成日期：2016年10月8日
*问题描述：设停车场是一个可停放n辆汽车的狭长死胡同，南边封口，汽车只能从北边进出（这样的停车场世间少有）。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，最先到达的第一辆车停放在车场的最南端，依次向北排开。若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的候车场上等候，一旦有车开走，则排在候车场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（假定停车场内设有供车辆进出的便道，所有的司机也必须在车内随时待命），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停车场时，要按停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。 
           提示：以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的候车场，有车离开时，供车辆进出的便道也应该用栈表示。按照从键盘读入的输入数据序列进行模拟管理。汽车到达和离开时，每一组输入数据包括汽车牌照号码（设为整数）以及到达或离去的时刻（为简单化，也设为整数，如1，代表停车场开始营业的第1小时）。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修车场上的停车位置；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（在候车场上停留的时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。        
*/

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 10                    /*停车场内最多的停车数*/
#define M 10                    /*候车场内最多的停车数*/
#define Price 2             /*每单位时间停车费用*/

typedef struct
{
    int CarNo[N];           /*车牌号*/
    int CarTime[N];         /*进场时间*/
    int top;                /*栈指针*/
} SqStack;                  /*定义顺序栈类型，用于描述停车场*/

typedef struct
{
    int CarNo[M];           /*车牌号*/
    int front,rear;         /*队首和队尾指针*/
} SqQueue;                  /*定义循环队类型，用于描述候车场*/

/*以下为顺序栈的基本运算算法*/
void InitStack(SqStack *&s)
{
    s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));
    s->top=-1;
}
int StackEmpty(SqStack *s)
{
    return(s->top==-1);
}
int StackFull(SqStack *s)
{
    return(s->top==N-1);
}
int Push(SqStack *&s,int e1,int e2)
{
    if (s->top==N-1)
        return 0;
    s->top++;
    s->CarNo[s->top]=e1;
    s->CarTime[s->top]=e2;
    return 1;
}
int Pop(SqStack *&s,int &e1,int &e2)
{
    if (s->top==-1)
        return 0;
    e1=s->CarNo[s->top];
    e2=s->CarTime[s->top];
    s->top--;
    return 1;
}
void DispStack(SqStack *s)
{
    int i;
    for (i=s->top; i>=0; i--)
        printf("%d ",s->CarNo[i]);
    printf("\n");
}

/*以下为循环队列的基本运算算法*/
void InitQueue(SqQueue *&q)
{
    q=(SqQueue *)malloc (sizeof(SqQueue));
    q->front=q->rear=0;
}
int QueueEmpty(SqQueue *q)
{
    return(q->front==q->rear);
}
int QueueFull(SqQueue *q)       /*判断队满*/
{
    return ((q->rear+1)%M==q->front);
}
int enQueue(SqQueue *&q,int e)      /*进队*/
{
    if ((q->rear+1)%M==q->front)    /*队满*/
        return 0;
    q->rear=(q->rear+1)%M;
    q->CarNo[q->rear]=e;
    return 1;
}
int deQueue(SqQueue *&q,int &e)     /*出队*/
{
    if (q->front==q->rear)          /*队空的情况*/
        return 0;
    q->front=(q->front+1)%M;
    e=q->CarNo[q->front];
    return 1;
}
void DispQueue(SqQueue *q)      /*输出队中元素*/
{
    int i;
    i=(q->front+1)%M;
    printf("%d ",q->CarNo[i]);
    while ((q->rear-i+M)%M>0)
    {
        i=(i+1)%M;
        printf("%d ",q->CarNo[i]);
    }
    printf("\n");
}

//main函数用于模拟停车场的工作
int main()
{
    int comm;
    int no,e1,time,e2;
    int i,j,t;
    SqStack *St,*St1;  //St是停车场，St1是在有车离开时，记录为该车移开位置的车辆
    SqQueue *Qu;   //Qu是候车场
    InitStack(St);
    InitStack(St1);
    InitQueue(Qu);
    do
    {
        printf("输入指令(1:到达 2:离开 3:显示停车场 4:显示候车场 0:退出):");
        scanf("%d",&comm);
        switch(comm)
        {
        case 1:     /*汽车到达*/
            printf("输入车号和时间(设车号和时间均为整数): ");
            scanf("%d%d",&no,&time);
            if (!StackFull(St))         /*停车场不满*/
            {
                Push(St,no,time);
                printf("  >>停车场位置:%d\n",St->top+1);
            }
            else                        /*停车场满*/
            {
                if (!QueueFull(Qu))     /*候车场不满*/
                {
                    enQueue(Qu,no);
                    printf("  >>候车场位置:%d\n",Qu->rear);
                }
                else
                    printf("  >>候车场已满,不能停车\n");
            }
            break;
        case 2:     /*汽车离开*/
            printf("输入车号和时间(设车号和时间均为整数): ");
            scanf("%d%d",&no,&time);
            for (i=0; i<=St->top && St->CarNo[i]!=no; i++);  //在栈中找
            if (i>St->top)
                printf("  >>未找到该编号的汽车\n");
            else
            {
                t = St->top - i;  //需要出栈的车辆数目
                for (j=0; j<t; j++)  //for (j=i; j<=St->top; j++)1楼评论讲的原错误写法
                {
                    Pop(St,e1,e2);
                    Push(St1,e1,e2);        /*倒车到临时栈St1中*/
                }
                Pop(St,e1,e2);              /*该汽车离开*/
                printf("  >>%d汽车停车费用:%d\n",no,(time-e2)*Price);
                while (!StackEmpty(St1))    /*将临时栈St1重新回到St中*/
                {
                    Pop(St1,e1,e2);
                    Push(St,e1,e2);
                }
                if (!QueueEmpty(Qu))        /*队不空时,将队头进栈St*/
                {
                    deQueue(Qu,e1);
                    Push(St,e1,time);       /*以当前时间开始计费*/
                }
            }
            break;
        case 3:     /*显示停车场情况*/
            if (!StackEmpty(St))
            {
                printf("  >>停车场中的车辆:"); /*输出停车场中的车辆*/
                DispStack(St);
            }
            else
                printf("  >>停车场中无车辆\n");
            break;
        case 4:     /*显示候车场情况*/
            if (!QueueEmpty(Qu))
            {
                printf("  >>候车场中的车辆:"); /*输出候车场中的车辆*/
                DispQueue(Qu);
            }
            else
                printf("  >>候车场中无车辆\n");
            break;
        case 0:     /*结束*/
            if (!StackEmpty(St))
            {
                printf("  >>停车场中的车辆:"); /*输出停车场中的车辆*/
                DispStack(St);
            }
            if (!QueueEmpty(Qu))
            {
                printf("  >>候车场中的车辆:"); /*输出候车场中的车辆*/
                DispQueue(Qu);
            }
            break;
        default:    /*其他情况*/
            printf("  >>输入的命令错误\n");
            break;
        }
    }
    while(comm!=0);
    return 0;
}

运行结果：