数据结构实验报告二-停车场管理

实验2停车场管理1．需求分析（1）输入的形式和输入值的范围：第一次输入一个正整数，代表停车场容量大小。

以后每一次输入三个值，分别为字符、整形、整形，中间用逗号隔开。

分别代表车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以及到达或离去的时刻。

其中字符必须为“A,D,E”三者之一。

输入格式为：“（‘A’，1，5）”、“（‘D’，1，15）”。

不对非法输入做处理，即假设输入都是合法的。

（2）输出的形式：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；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（在便道上停留的时间不收费）。

（3）程序所能达到的功能：对于用户输入的车辆信息，可以输出该车的停车位置或者停车时间及应缴费用。

（4）测试数据：请输入停车场容量2A,1,1车停在停车场第 1 个位置A,2,2车停在停车场第 2 个位置A,3,3车停在便道第 1 个位置D,1,4停车时间：3 缴纳费用：￥6D,2,5停车时间：3 缴纳费用：￥6A,5,5车停在停车场第 2 个位置E,0,02．概要设计（1）抽象数据类型的定义：由于每一辆车包含多种信息。

所以定义一个Data类来存储汽车的“来去、车牌号，时间”信息。

class Data //每辆车的信息类{public:int license;//车牌号码int arrive;//到达时间};用栈模拟停车场，其ADT如下：ADT stack数据对象：Data类型数据关系：线性关系基本操作：bool push(const Data&item)//入栈bool pop(Data& item)//出栈bool topValue(Data & it)//顶层元素值int length()const {return top;}//栈实际长度用队列模拟便道，其ADT如下：ADT quene数据对象：Data类型数据关系：线性关系基本操作：bool enquene(const Data &it)//入队bool dequene(Data &it)//出队virtual int length()const{return ((rear+size)-front+1)%size;}//队列的实际长度（2）算法的基本思想：1、对于指定大小的停车场，其只有一端出口，先进后出，用栈存储；超过停车场容量的车停在便道上，先进先出，用队列存储；当汽车离开时，在它之后进入的车辆必须先退出再按原次序进入车场，需要一个临时栈存储。

2、每进入一辆车，进行入栈操作，即停车场；如果入栈不成功则入队列，即便道。

每离开一辆车：1）要对在该车之后进入的车辆进行弾栈操作，出栈的元素依次存入另一个临时堆栈，即为离开车辆开道。

2）在对该车进行出栈操作后，再将临时堆栈的元素弹回原栈。

3）通过离开时间与该车储存在Data中的到达时间差获得停车时间以及费用（费用的计算根据2元/小时）。

4）此时如果队列不为空，表明便道上有车待入，修改此待入车辆的到达时间为离开车的离开时间，并进行入栈操作。

当输入不为‘E’时，循环进行上述操作。

3．详细设计（1）实现概要设计中定义的所有数据类型：1、分别用字符型、整形、整形存储用户的输入，并将相应数据存入Data类。

class Data //每辆车的信息类{public:int license;//车牌号码int arrive;//到达时间};2、用顺序栈表实现栈：class Stack//堆栈，模拟停车场以及有车辆离开时的临时停车处{ private:int size;int top;Data *listArray;public:Stack(int sz){size=sz;top=0;listArray=new Data[sz];}~Stack(){delete []listArray;}bool push(const Data&item)//入栈{if(top==size)return false;else{listArray[top++]=item;return true;}}bool pop(Data& item)//出栈{if(top==0)return false;else{item=listArray[--top];return true;}}bool topValue(Data & it)//顶层元素值{if(top==0)return false;it=listArray[top-1];return true;}int length()const {return top;}//栈实际长度};3、用循环队列实现队列：class Quene//队列，模拟便道{private:int size;int front;int rear;Data *listArray;public:Quene(int sz){size=sz+1;rear=0;front=1;listArray=new Data[size];}~Quene(){delete []listArray;}bool enquene(const Data &it)//入队{if((rear+2)%size==front)return false;rear=(rear+1)%size;listArray[rear]=it;return true;}bool dequene(Data &it)//出队{if(length()==0)return false;it=listArray[front];front=(front+1)%size;return true;}virtual int length()const{return ((rear+size)-front+1)%size;}//队列的实际长度};（2）实现程序的具体步骤：while(c!='E')//不退出程序{Data top;if(c=='A')//进入停车场{ if(park.push(d))//入栈成功{//输出提示语句}Else//入栈失败{line.enquene(d);//输出提示语句}}else if(c=='D')//离开停车场{park.topValue(top);while(top.license!=d.license)//为车开道{park.pop(top);temp.push(top);park.topValue(top);}park.pop(top);//输出提示语句while(temp.length()!=0)//回到车位{temp.pop(top);park.push(top);}if(line.length()!=0)//由便道到车库{line.dequene(top);top.arrive=d.arrive;//进入的时间刚好是那辆车出去的时间 park.push(top);}}（3） 算法的时空分析和改进设想：对于入栈处理，时间复杂度为Θ(1)，对于出栈处理，最坏情况下的时间复杂度是Θ(n)的。

输入N 次，出栈处理最多只有N/2次，所以时间复杂度最坏情况是Θ(n 2)的，最好情况是Θ(n)的。

（4） 画出函数的调用关系图：主程序车辆进入A 车辆离开D 让道车回停车场，临时栈弾栈stack.push(temp.pop()) 后来车辆进入临时栈temp.push(stack.pop()) 该车离开stack.pop()停车场仍有空余，入栈成功stack.push()停车场已满，入栈失败，入队列line.enquene() 便道车入栈stack.push(line.dequene())（5）输入和输出的格式：输入：A,1,1A,2,2A,3,3D,1,4输出：车停在停车场第 1 个位置车停在停车场第 2 个位置车停在便道第 1 个位置停车时间：3 缴纳费用：￥64、测试结果根据实际演算与输出结果比对，证明结果正确无误，即测试结果正确。

5、用户使用说明运行程序时1）显示提示“请输入停车场容量”，此时输入的整形代表停车场最多可以容纳的车辆数量。

2）在接下来的使用中，每次处理车辆信息，都输入“字母，整数，整数”，中间用逗号隔开。

具体解释如下：字母：其中字母‘A’代表车辆进入信息，字母‘D’代表车辆离开信息，字母‘E’代表停止使用软件信息。

整数：代表车辆的车牌号。

整数：代表时间。

当字母为‘A’时表示车辆进入停车场的时间，当字母为‘D’时表示车辆离开停车场的时间。

3）当字母输入为‘E’时，无论接下来输入什么数字，程序都将结束。

尽管程序结束与这两个整数无关，但是这两个整形必须输入，否则程序无法正常结束。

6、实验心得这次实验思路很清晰，整体用了1个小时，完成速度较好，以后应该在完成实验的基础上继续提高效率。