数据结构课程设计（二）：停车场管理系统（C语言栈和队列实现）

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#数据结构 #队列 #c语言 #栈

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本文介绍了如何使用C语言设计一个停车场管理系统，利用栈来模拟车辆进出的顺序，队列则用于管理等待的车辆。系统包含主函数、头文件、介绍函数、进出场函数及打印功能。车辆进入时，若停车场未满则直接进入，否则进入等待队列；车辆离开时，其他车辆需退出为它让路，然后按原次序返回。

题目要求

设停车场（如下图1所示）内只有一个可停放几量汽车的狭长通道，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），若车场内已经停满几量汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆汽车即可开入；当停车场内某车辆要离开时，由于停车场是狭长的通道，在它之后开入车场的车辆必须先退出车场为它让路，待该车辆开出大门外后，为它让路的车辆再按原次序进入车场。在这里假设汽车不能从便道上开走。试设计一个停车场管理程序（这里只是一个假想的停车场管理，并不代表实际的停车场管理）。

在这里插入图片描述

分析

分析：汽车在停车场内进出是按照栈的运算方式来实现的，先到的先进停车场；停车场的汽车离开停车场时，汽车场内其它汽车为该辆汽车让路，也是按栈的方式进行；汽车在便道上等候是按队列的方式进行的。因此，将停车场设计成一个栈，汽车让路也需要另一个栈来协助完成，汽车进出便道用队列来实现。

本设计，栈采用顺序栈结构，队列用链式存储结构。
存储结构定义如下：
#define stacksize 10
typedef struct sqstack
{
int data[stacksize];
int top;
} SqStackTp;
typedef struct linked_queue
{
int data;
struct linked_queue * next;
}LqueueTp;
typedef struct
{
LqueueTp *front , *rear ;
} QueptrTp;

停车场管理的算法描述如下：
1）接受命令和车号，若是汽车要进停车场，先判断停车场栈是否满，若不满，则汽车入栈，否则汽车进入便道队列等候。
2）若是汽车要离开停车场，为给汽车让路，将停车场栈上若干辆汽车入临时栈，等这辆车出停车场后，临时栈中的汽车出栈，在回到停车场栈，然后看便道队列是否为空，若不空则说明有汽车等候，从队头取出汽车号，让该车进入停车场栈。
3）重复1），2）直到为退出命令（车号为0或负数）。

代码实现

主函数 main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"

int main()
{
    int caozuo,car;
    P.top=0;
    LP.top=0;
    H.next=NULL;
    Hhead.front=Hhead.rear=&H;
    introduce();
    while(scanf("%d",&caozuo)!=EOF)
    {
        switch(caozuo)
        {
            case 1:jin();break;//出停车场
            case 2:chu();break;//进停车场
            case 3:printP();break;//打印停车场内的车辆
            case 4:printH();break;//打印候车区的车辆
            case 5:system("cls");break;
            default :printf("您输入的操作不正确，请重新输入！\n");break;
        }
        introduce();
    }
    return 0;
}

头文件 car.h

#ifndef CAR_H_INCLUDED
#define CAR_H_INCLUDED
#define  stacksize  10

 typedef  struct  sqstack
 {
  int  data[stacksize];
  int  top;
 } SqStackTp;
typedef struct  linked_queue
{
  int  data;
  struct  linked_queue  * next;
}LqueueTp;
typedef  struct//存储链队列的头指针和尾指针
{
  LqueueTp  *front ,  *rear ;
} QueptrTp;

void jin();

void chu();

void printP();

void printH();

void introduce();

SqStackTp P;//停车场
SqStackTp LP;//临时停车场
LqueueTp H;//候车场
QueptrTp Hhead;

#endif // CAR_H_INCLUDED

介绍函数 introduce.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"

void introduce()
{
    printf("****************1表示汽车进场****************\n");
    printf("****************2表示汽车出场****************\n");
    printf("****************3表示输出停车场全部车辆******\n");
    printf("****************4表示输出候车区的全部车辆****\n");
    printf("****************5表示清屏********************\n");
    printf("**********请输入您要进行的操作及车辆的车号***\n");
}

进停车场 jin.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"

void jin()
{
    int car;
    scanf("%d",&car);
    if(car<=0)exit(1);//车号为0或为负数直接退出系统
    if(P.top==stacksize)//说明停车场已经满，则将车进入队列
    {
        (Hhead.rear)->next=(LqueueTp *)malloc(sizeof(LqueueTp));
        Hhead.rear=(Hhead.rear)->next;
        (Hhead.rear)->data=car;
        (Hhead.rear)->next=NULL;
        return;
    }
    else//否则直接将该车进入停车场
    {
        P.data[P.top++]=car;
        return;
    }
}

出停车场 chu.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"

void chu()
{
    int car;
    scanf("%d",&car);
    if(car<=0)exit(1);
    while(P.data[--P.top]!=car)//将car之后的车辆进入临时链表LP
    {
        LP.data[LP.top++]=P.data[P.top];
    }
    while(LP.top!=0)//再将临时链表中的车辆写入停车场链表P
    {
        P.data[P.top++]=LP.data[--LP.top];
    }
    if(Hhead.rear!=Hhead.front)//判断候车队列H是否有车辆，有的话就出来一个进入停车场
    {
        P.data[P.top++]=(Hhead.front)->next->data;
        (Hhead.front)->next=(Hhead.front)->next->next;
        if((Hhead.front)->next==Hhead.rear)
        {
            Hhead.rear=Hhead.front;
        }
    }
}

printP.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"

void printP()
{
    int flag=0;
    if(P.top==0)
    {
        printf("停车场已空\n");
        return;
    }
    printf("由北向南依次为：\n");
    while(flag!=P.top)
    {
        printf("%d ",P.data[flag++]);
    }
    printf("\n");
}

printH.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "car.h"


void printH()
{
    LqueueTp *p;
    if(Hhead.front==Hhead.rear)
    {
        printf("候车区没有车辆\n");
        return;
    }
    p=(Hhead.front)->next;
    printf("由等候时间由长到短为：\n");
    while(p!=Hhead.rear)
    {
        printf("%d ",p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("%d\n",p->data);
}