本文档为《停车场管理系统数据结构课程设计》,详细介绍了基于数据结构原理开发的停车场管理系统的规划与实现过程。包含系统需求分析、模块设计及算法应用等内容。
问题描述:
设计一个停车场管理系统模拟程序。该系统包括一个可停放n辆汽车的狭长通道以及用于进出车辆的大门。所有进入停车场的汽车按照到达时间顺序由北向南排列,即最先到达的第一辆车停放在最北部的位置。如果车场已满,则后续来的车辆需在门外等待,并按先进先出原则排队等候;当有车位空出来时,便道上的第一辆待停车将被允许进入。任何一辆准备离开的汽车必须让后来进入但尚未驶离的所有车辆先行退出停车场以腾出路来。
基本要求:
使用栈的数据结构模拟停车场内部情况,用队列数据结构表示车场外等待区域(即便道)。根据从终端输入的信息序列进行操作:包括每辆车到达或离开的时间、车牌号等信息。对于每一组输入数据,系统需要输出车辆在停车场内的具体位置或者计算其停留时间及费用。
1. 栈的实现:
栈用于存储已停放在车场内的所有汽车信息,并且遵循后进先出的原则。采用顺序结构(数组形式)来实现这个栈,其中包含每辆车的基本信息如车牌号、到达时间和离开时间等字段。
2. 队列的实现:
队列以链表的形式进行构建,用于存放等待进入停车场的所有车辆的信息。每个节点储存了车辆的相关数据,当有空位时从队首开始依次将等候中的汽车移入停车场内。
3. 算法思想:
- 当一辆车到达且车位未满,则直接将其信息登记进栈中;若车位已满,则加入到链表形式的等待队列里;
- 车辆离开前,需先从栈顶开始查找对应车辆的位置并移除,并计算其停留时间及费用。
4. 模块划分:
包括用于显示停车场内部状况、便道上等候情况以及处理车辆到达和离开等功能模块。这些功能通过特定的函数实现,如`Arrival`(记录到达信息)、`Leave`(处理离场事件)等。
5. 数据结构定义:
- `CarNode`: 包含了每辆车的基本属性(例如车牌号、时间戳);
- `Time`: 定义了一个表示时刻的数据类型;
- `SeqStackCar`, `LinkQueueCar`: 分别用于实现栈与队列,其中前者为顺序存储方式后者采用链表形式。
6. 程序结构:
源代码中包括了初始化操作、插入删除元素及显示信息等功能的函数。
通过该系统可以模拟现实中的停车场运作流程,并能有效地管理车辆进出以及费用计算。在实际开发过程中需要确保算法高效且正确,同时也要考虑用户体验和错误处理机制的设计。