停车场管理-数据结构课程设计报告

《数据结构与算法设计》课程设计任务书数据结构与算法设计课程设计1、程序设计说明书【设计题目】模拟停车场管理【问题描述】设停车场T只有一个可停放几辆汽车的狭长通道S1，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的先后顺序依次排列，若车场内已停满几辆汽车，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车即可进入；当停车场内某辆车要离开时，由于停车场是狭长的通道，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门后，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【软件功能】1.汽车经过车牌号的标记后进入此停车场管理。

2.模拟实现停车场T，通道S1内的停车位以及汽车。

3.可以看到汽车在停车场内的详细信息4.有美观良好的图形用户界面。

【算法思想】1.停车场和车辆规避所通过两个栈来模拟。

当停车场内的汽车要离开时，后边停放的汽车为其让路所要停放的地方称为车辆规避所。

2.先进入通道的汽车可以先计入停车场，所以，通道通过一个队列来模拟。

3.设计一个汽车类，汽车类中有车牌号，停车位置(指停在停车场内，通道内，还是车辆规避所内)两个属性。

4.一辆汽车首先进入通道,由于车牌号也汽车一一对应，故通过随机产生车牌号来模拟随机出现在通道内的汽车，将车牌号保存在汽车类中的车牌号属性中。

5.进入通道时，需要检查通道内是否有汽车，若有，则需要在通道内等待，若没有，则检查停车场内是否有空车位，若没有，则仍需要在通道内等待，若有，则可以进入停车场停车。

6.当汽车要离开停车场时，此辆汽车后边停放的汽车从后往前一次进入车辆规避所，当此辆汽车离开后，车辆规避所内的汽车在依次进入停车场（车辆规避所和汽车都是栈来模拟的，所以会遵循后进先出的原则）。

7.有汽车离开后，检查通道内是否有汽车，如果有，则可进入停车场。

【逻辑结构设计】程序运行开始后，首先随机产生车牌号，由于汽车可能进入停车场，也可能不进入，为了模拟这个，我们给定了一个范围，如果产生的随机数落入到这个范围内，则表示该汽车准备进入停车场，此时，汽车现进入通道内，如果通道内已有汽车等待，则此汽车也排在后边等待，如果它前面没有汽车，这时检查停车场内是否有空车位，如果有，则进入停车场停车，如果没有，则在通道内等待。

汽车离开也是随机的，这时，我们随机产生一个随机停车位数，如果这个数在停车场的停车位总数内，并且此车位上停有汽车，则此汽车准备离开停车场，此时，检查此汽车的后边是否有汽车，如果有，他后边的汽车由后往前依次进入车辆规避所，当此汽车离开后，车辆规避所里的汽车再依次进入停车场。

当有汽车离开后，检查通道内是否有汽车，如果有，则可以进入停车场停车。

【存储结构设计】1.汽车的抽象数据类型：public class Car {public static final int ON_STOPPTING = 0;//指示Car当前停放在停车场中public static final int ON_PAVEMENT = 1;//指示Car当前停放在便道上public static final int ON_OTHER_PLACE= 3;//指示Car当前停放在其他地方private final String licensePlate;//记录Car牌照号码private int state;//记录Car的当前状态，即停在何处public Car(String lp, int s) ;//构造方法1public Car(String lp);//构造方法2public void setState(int s) ;//设置Car当前停放状态public int getState() ;//获取Car当前停放状态public String getLicensePlate() ;//获取Car车牌号码}2.停车场的抽象数据类型：public class Stack<E> {Object[] elements;//栈元素数组final int MAX_NUM;//栈最大容量int top;//栈顶指针public Stack(int capacity) ; //构造函数public boolean isFull() ; //栈满否public boolean isEmpty()//栈空否public E getEementAt(int index) ; //取指定位置的元素public void push(E e) ; //入栈public E pop();//出栈public E peek() ;//取栈顶}3.便道的抽象数据类型：public class LinkedQueue<E>{protected Node<E> front;//对头节点protected Node<E> rear;//队尾节点protected int count;//节点个数public LinkedQueue();//创建一个空public LinkedQueue(int size) ;//创建一个空队public boolean append(E e) ;//入队public boolean empty() ; //判队空public E getFront() ;//获得队首public E remove() ;//出队public E getElementAt(int index) ;//获取指定位置的节点public int getElementCount(); //获取队的长度}【基本操作设计】欢迎界面上有两个按钮，”进入”和”离开”。

点击“离开”则退出程序。

点击“进入”则进入到演示界面。

演示界面的右下端有一个“开始演示”按钮，当点击后，开始模拟停车场管理就开始演示。

【模块流程图】123【界面设计】1.主界面2.演示界面【用户手册】1.停车场和便道内的车位数相等，都是10个车位2.随机车牌是1到100000中的一个数，可以进入到停车场得车牌的范围是10000到99999.3.随机车位是1到15中的一个数，车位的范围是1到10，随机车位在设定的范围内，并且此车位上有汽车，则汽车执行离开操作，否则不执行。

4.每4秒钟，会先产生一个随机车牌号，然后再产生一个随机车位号。

一共会产生20个随机车牌号和20个随机车位号。

5.当20次结束后，如果再点击“开始演示”则程序会再次产生20个随机车牌号和20个随机车位号后停止2、程序上机调试报告【语法错误及其排除】(1)空指针异常。

在测试代码时经常遇见这个错误，原因是，变量没有被正确调用。

调试这个错误时很麻烦的，需要一点一点去检查出现错误的语句以及相关的语句。

经过仔细检查，果然是我在调用变量时出现的错误，一点点修改后，程序终于跑通了。

(2)数组下标越界异常。

车位是从1开始的，而数组下标是从0开始的，刚开始时，没有注意到这一点，导致最后一个车位上的车不能正常进出。

经检查后，将将车位与数组下标对应起来这样就正确了。

【算法错误及其排除】(1)刚开始产生随机数时，由于未将进入停车场的汽车入栈，导致在汽车想要出栈时，程序运行错误。

当将入栈语句加入，并且在出栈时判断了栈是否不为空后，出栈正常，程序正常运行。

3、程序测试结果【测试数据】车位数为10每4秒钟产生一个随机车牌号和一个随机车位号。

一共会产生20个随机车牌号和20个随机车位号。

【输出结果】1.程序开始运行2.一次循环结束后(即产生了20个随机数后)【程序性能评价】此程序整体来说，性能优良，汽车的进入和离开通过随机数来控制。

免去了手动输入的麻烦，也可以更加真实的模拟停车场系统。

【性能改进方向】此程序也有不足的地方，比如说，程序指定了停车场和便道内的车位数，改进的方向就是车位数由用户来制定，由于这次编程时间太少，没有来的及实现。

还有一个不足的地方就是，20个随机数是通过20此循环来产生的，如果20个随机数没有产生完，程序就不能关闭，除非强制关闭，这也是一个需要改进的地方。

【收获及体会】4、源程序代码（1）菜单界面package edu.cqit.ParkSimulation;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.Dimension;import java.awt.FlowLayout;import java.awt.Toolkit;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import javax.swing.ImageIcon;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JPanel;//绘制菜单界面public class BeginFrame extends JFrame implements ActionListener{public BeginFrame(){setLayout(new BorderLayout());JLabel jl=new JLabel(new ImageIcon("src/image/welcome.jpg"),JLabel.CENTER);JPanel jp1=new JPanel();jp1.add(jl);add(jp1,BorderLayout.CENTER);JPanel jp2=new JPanel(new FlowLayout());JButton jb1=new JButton("进入");JButton jb2=new JButton("离开");jb1.addActionListener(this);jb2.addActionListener(this);jp2.add(jb1);jp2.add(jb2);add(jp2,BorderLayout.SOUTH);setResizable(false);setSize(400,330);Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();//获取电脑的宽和高Dimension windowsSize = getSize();//获取组件的宽高setLocation((screenSize.width - windowsSize.width) / 2,(screenSize.height - windowsSize.height) / 2);//将组件显示到当前电脑桌面的中心setVisible(true);setTitle("停车场模拟管理程序");setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}//按钮的监听@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {String comm=e.getActionCommand();if("进入".equals(comm)){ParkSimulation aParkSimulation = new ParkSimulation(10);Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();//获取电脑的宽和高Dimension windowsSize = aParkSimulation.getSize();//获取组件的宽高aParkSimulation.setLocation((screenSize.width - windowsSize.width) / 2,(screenSize.height - windowsSize.height) / 2);//将组件显示到当前电脑桌面的中心aParkSimulation.setTitle("停车场模拟管理程序");setVisible(false);//开始界面隐藏aParkSimulation.setVisible(true);//主界面显示}else{System.exit(0);//关闭程序}}}（2）汽车类package edu.cqit.ParkSimulation;/*** <p>汽车类<code>Car</code>，记录汽车的牌照号码和汽车的当前状态，当前状态用于区分每辆汽车* 所处的位置。