【C语言】模拟狭窄停车场管理，使用栈和队列实现
来源：互联网 发布：vue.js做的网站 编辑：程序博客网 时间：2024/04/29 09:42
使用栈和队列实现的狭长停车场管理
1、情况说明：
（1）停车场结构为一条狭长的通道（可视为栈）。
（2）若停车场内车辆已经停满，后来的车需要在路边排队等待，库内有车出来才能入库 （可视为队列）。
（3）使用A代表入库，D代表出库，车辆信息包括入库时间和车牌。
2、数据定义
#define M 3//车库能停几辆车，在这里定义//-----------------///--------------------///--------------------//typedef struct { int num; int ID; int arrivetime;}carinformation;//定义停车场的结构体typedef struct parkinglot { carinformation stack[M]; int top;}carpark;//定义栈结构//-----------------///--------------------///--------------------////--------------------///--------------------///--------------------//typedef struct carnode { int num; int ID; int arrivetime; //struct node *next;}qptr;//定义外面狭长路的队列typedef struct { qptr *front, *rear;}carqueue;//--------------------///--------------------///--------------------//
3、初始化栈和队列函数
carpark *initstack(){ carpark *T; T = (carpark *)malloc(sizeof(carpark)); if (T == NULL) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } T->top = -1; return T;}//初始化停车场carqueue *initqueue(){ carqueue *L; L = (carqueue *)malloc(sizeof(carqueue)); L->front = (carqueue *)malloc(sizeof(carqueue)); if (L == NULL||L->front == NULL) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } if (L->front == NULL); L->front->next = NULL; L->rear = L->front; return L;}//初始化路边停车位4、算法实现
先上代码后解释：
/*下面是整个程序的核心内容主要实现了进入车库和路边等待的调用两个表的地址需要传过来车库表和路边队列表；carinter(char _array, int num, int time,carpark *P,carqueue *L)carinter(进库还是出库char A/D ,车牌号int , 到达时间int ,carpark *P 车库表 ,carqueue *L 路边表)*/int carinter(char _array, int num, int time,carpark *P,carqueue *L){ if (_array == 'A') { if (parkfull(P) == 1) { int temp; //这里写车库满后进入队列的code printf("\t车牌为：%d的车辆，已进入路边等待！\n\n",num); temp = carroadsaid(time, num, L); if (temp == 0) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } return 1; } else { int _top; printf("\t车牌为：%d的车辆，已进入车库！\n\n",num); _top = ++P->top; P->stack[_top].arrivetime = time; P->stack[_top].ID = num; P->stack[_top].num = internum++; return 1; } } else if (_array == 'D') { //这里是出库code outparking(num, time, P, L); return 2;//返回2，不清楚是否成功，只是返回一个数，错误在函数内判断 } else//读取的char是个非法值，所以返回错误 { return 0; }}
解释：
（1）函数调用方法为：
carinter(char _array, int num, int time,carpark *P,carqueue *L)
第一个参数char _array为车辆是进入还是出去，第二个参数num是车牌号，第三个time是到达/离去时间（假设为int），后面两个参数为栈表和队列表的地址。
（2）首先判断_array是 A 入库还是 D 出库。如果为入库，就再接一个IF判断函数用于判出库是否已满（栈是否满），车满判断函数如下：
int parkfull(carpark *P){ if (P->top == M - 1) return 1; else return 0;}//车满判断如果车位没有满，就执行上面入库核心代码else里面的函数直接执行入栈操作。ps：车满是if内的，未满写在了else里面。
（3）对于库满的操作：
调用入队操作函数，carroadsaid()，参数明白撒~
/*路边等待队列分配carroadsaid(int time, int ID, carqueue *L)carroadsaid(时间, 车牌, carqueue *L 队列表)*/int carroadsaid(int time, int ID, carqueue *L){ qptr *T; T = (qptr *)malloc(sizeof(qptr)); if (T == NULL) return 0;//地址分配失败，返回失败 T->num = outsidenum++; T->ID = ID; T->arrivetime = time; T->next = NULL; L->rear->next = T; L->rear = T; return 1;}4、出库运算：
/*这里是出库的核心函数具体使用如下：通过ID（车牌）寻找库内ID（车牌），如果不位于库顶（栈顶），就转移前方车辆至临时路边等待出库后，计算停车时间，并将外面临时等待的车重新放入车库如果入库后仍有空位，就将外面的等待队列添加进库，直到库满（栈满）outparking(int ID, int time, carpark *P, carqueue *L)outparking(车牌ID, 出库时间int , carpark *P 库表, carqueue *L 队列表)*/int outparking(int ID, int time, carpark *P, carqueue *L){ int down = M-1; while (down >= 0) { if (P->stack[down].ID == ID)//找到位置 { if (down == P->top)//车在最外面 { //这里是车在最外面的code printf("\t\n车牌为%d的，已出库！停车时间：%d，请按标准收费！\n\n", P->stack[down].ID, time - P->stack[down].arrivetime); P->stack[down].ID = P->stack[down].arrivetime = P->stack[down].num = -1;//清空位置 --internum;//库内记数减一个 --P->top; while (parkfull(P) == 0)//出库后再看有空位没有 { //有空位就把等待队列的第一个放进来，且重新输入进入时间 //出队操作 int _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); /*调整队头指针位置，并释放内存空间*/ L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 outsidenum--; free(temp); } //outqueue(ID, time, P, L);//库空填充函数 return 1; } else { //这里是车不在最外的code //down变量就是当前找到的位置，已经是数组了，不用减1 carpark *temp; int x; temp = initstack();//初始化临时停车场 P->top = down;//P表的top现在直接调整到找到元素那里 for (x=M-1; x >down; x--) { temp->stack[++temp->top].ID = P->stack[x].ID; temp->stack[temp->top].arrivetime = P->stack[x].arrivetime; temp->stack[temp->top].num = P->stack[x].num; }//往临时停车场停车 printf("\t\n车牌为%d的，已出库！停车时间：%d，请按标准收费！\n\n", P->stack[down].ID, time - P->stack[down].arrivetime); //P->stack[down].ID = P->stack[down].arrivetime = P->stack[down].num = -1;//清空位置 --internum;//库内记数减一个 --P->top;//移动top指针 while (temp->top >= 0) { if (temp->stack[temp->top].num != -1) //判断是否已经取到原栈高度，也就是不用复制-1值过来，要不然top位置会错位 { P->stack[++P->top].ID = temp->stack[temp->top].ID; P->stack[P->top].arrivetime = temp->stack[temp->top].arrivetime; P->stack[P->top].num = temp->stack[temp->top].num; temp->top--;//temp表top位置改变 //P->top++;//P表top位置改变 } else { break;//顶上是空不再复制过来 } }//重新放回车库 for (x = P->top+1; x < M; x++) P->stack[x].arrivetime = P->stack[x].ID = P->stack[x].num = -1;//向上清空车库 /* 这里应该还要判断车库有空位，所以放上面的代码过来 要改成单独的函数，要不然太长了 不具有独立性 =========================================================================== int _num, _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); //调整队头指针位置，并释放内存空间 L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 free(temp); =========================================================================== */ //outqueue(ID, time, P, L);//库空填充函数（已弃） while (parkfull(P) == 0)//出库后再看有空位没有 { //有空位就把等待队列的第一个放进来，且重新输入进入时间 //出队操作 int _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); /*调整队头指针位置，并释放内存空间*/ L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 outsidenum--; free(temp); } break; } } down--;//下个比较位置 } return 2;}5、总览：
主函数main.c：
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "mainhead.h"main(){ system("color 70"); char arr; char arrtemp; int ID,timee; carpark *P;//停车场 carqueue *L;//路边 /**************初始化**************/ L= initqueue(); P = initstack(); /**************初始化**************/ /* 欢迎信息 */ printf("\n\n"); printf("\t-------- 欢迎使用停车场管理系统 ---------\n"); printf("\t--------Welcome to parking management system!---------\n"); printf("\n\n"); do { printf("格式：入库/出库（A/D），车牌，入库时间/出库时间\t输入T退出，输C查看当前状态！\n请输入："); scanf("%c,%d,%d", &arr, &ID, &timee); if (arr == 'A' || arr == 'D') { carinter(arr, ID, timee, P, L); arrtemp = getchar(); fflush(stdin); } else if (arr == 'T') { exit(0); } else if (arr == 'C') { arrtemp = getchar(); fflush(stdin); printf("\n\n库内有：%d，库外等待车辆为：%d\n\n", P->top + 1, check()); } else { system("cls"); printf("\n\n程序错误的读取了一个字符，导致不能运行，请重新启动！\n\n"); system("pause"); } } while (arr!='\n'); system("cls"); printf("\n\n程序错误的读取了一个字符，导致不能运行，请重新启动！\n\n"); system("pause"); /* 2017年4月1日00:02:56 bug report 有bug产生，导致错误输出 循环输出了3遍 */ /* 2017年4月2日14:27:27 bug scanf那里会不明误读，暂时没有解决方案，后序再改 */ /*carinter('A', 1, 5, P, L); //上面车库已满,入库没问题，开始试库外队列 carinter('A', 10, 5, P, L); carinter('D', 9, 20, P, L); system("pause");*/}
头文件mainhead.h：
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define M 3//车库能停10辆static int internum = 0;//总计进入车库的车数辆static int outsidenum = 0;//总计还在外面的车辆数//-----------------///--------------------///--------------------//typedef struct { int num; int ID; int arrivetime;}carinformation;//定义停车场的结构体typedef struct parkinglot { carinformation stack[M]; int top;}carpark;//-----------------///--------------------///--------------------////--------------------///--------------------///--------------------//typedef struct carnode { int num; int ID; int arrivetime; //struct node *next;}qptr;//定义外面狭长路的队列typedef struct { qptr *front, *rear;}carqueue;//--------------------///--------------------///--------------------//carpark *initstack(){ carpark *T; T = (carpark *)malloc(sizeof(carpark)); if (T == NULL) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } T->top = -1; return T;}//初始化停车场carqueue *initqueue(){ carqueue *L; L = (carqueue *)malloc(sizeof(carqueue)); L->front = (carqueue *)malloc(sizeof(carqueue)); if (L == NULL||L->front == NULL) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } if (L->front == NULL); L->front->next = NULL; L->rear = L->front; return L;}//初始化路边停车位int parkfull(carpark *P){ if (P->top == M - 1) return 1; else return 0;}//车满判断/*下面是整个程序的核心内容主要实现了进入车库和路边等待的调用两个表的地址需要传过来车库表和路边队列表；carinter(char _array, int num, int time,carpark *P,carqueue *L)carinter(进库还是出库char A/D ,车牌号int , 到达时间int ,carpark *P 车库表 ,carqueue *L 路边表)*/int carinter(char _array, int num, int time,carpark *P,carqueue *L){ if (_array == 'A') { if (parkfull(P) == 1) { int temp; //这里写车库满后进入队列的code printf("\t车牌为：%d的车辆，已进入路边等待！\n\n",num); temp = carroadsaid(time, num, L); if (temp == 0) { /*地址分配错误直接退出程序，不能继续了*/ system("cls"); printf("\n\n\t因为内存空间问题，导致程序出错！即将退出！\n\n"); system("pause"); exit(0); } return 1; } else { int _top; printf("\t车牌为：%d的车辆，已进入车库！\n\n",num); _top = ++P->top; P->stack[_top].arrivetime = time; P->stack[_top].ID = num; P->stack[_top].num = internum++; return 1; } } else if (_array == 'D') { //这里是出库code outparking(num, time, P, L); return 2;//返回2，不清楚是否成功，只是返回一个数，错误在函数内判断 } else//读取的char是个非法值，所以返回错误 { return 0; }}/*路边等待队列分配carroadsaid(int time, int ID, carqueue *L)carroadsaid(时间, 车牌, carqueue *L 队列表)*/int carroadsaid(int time, int ID, carqueue *L){ qptr *T; T = (qptr *)malloc(sizeof(qptr)); if (T == NULL) return 0;//地址分配失败，返回失败 T->num = outsidenum++; T->ID = ID; T->arrivetime = time; T->next = NULL; L->rear->next = T; L->rear = T; return 1;}/*这里是出库的核心函数具体使用如下：通过ID（车牌）寻找库内ID（车牌），如果不位于库顶（栈顶），就转移前方车辆至临时路边等待出库后，计算停车时间，并将外面临时等待的车重新放入车库如果入库后仍有空位，就将外面的等待队列添加进库，直到库满（栈满）outparking(int ID, int time, carpark *P, carqueue *L)outparking(车牌ID, 出库时间int , carpark *P 库表, carqueue *L 队列表)*/int outparking(int ID, int time, carpark *P, carqueue *L){ int down = M-1; while (down >= 0) { if (P->stack[down].ID == ID)//找到位置 { if (down == P->top)//车在最外面 { //这里是车在最外面的code printf("\t\n车牌为%d的，已出库！停车时间：%d，请按标准收费！\n\n", P->stack[down].ID, time - P->stack[down].arrivetime); P->stack[down].ID = P->stack[down].arrivetime = P->stack[down].num = -1;//清空位置 --internum;//库内记数减一个 --P->top; while (parkfull(P) == 0)//出库后再看有空位没有 { //有空位就把等待队列的第一个放进来，且重新输入进入时间 //出队操作 int _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); /*调整队头指针位置，并释放内存空间*/ L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 outsidenum--; free(temp); } //outqueue(ID, time, P, L);//库空填充函数 return 1; } else { //这里是车不在最外的code //down变量就是当前找到的位置，已经是数组了，不用减1 carpark *temp; int x; temp = initstack();//初始化临时停车场 P->top = down;//P表的top现在直接调整到找到元素那里 for (x=M-1; x >down; x--) { temp->stack[++temp->top].ID = P->stack[x].ID; temp->stack[temp->top].arrivetime = P->stack[x].arrivetime; temp->stack[temp->top].num = P->stack[x].num; }//往临时停车场停车 printf("\t\n车牌为%d的，已出库！停车时间：%d，请按标准收费！\n\n", P->stack[down].ID, time - P->stack[down].arrivetime); //P->stack[down].ID = P->stack[down].arrivetime = P->stack[down].num = -1;//清空位置 --internum;//库内记数减一个 --P->top;//移动top指针 while (temp->top >= 0) { if (temp->stack[temp->top].num != -1) //判断是否已经取到原栈高度，也就是不用复制-1值过来，要不然top位置会错位 { P->stack[++P->top].ID = temp->stack[temp->top].ID; P->stack[P->top].arrivetime = temp->stack[temp->top].arrivetime; P->stack[P->top].num = temp->stack[temp->top].num; temp->top--;//temp表top位置改变 //P->top++;//P表top位置改变 } else { break;//顶上是空不再复制过来 } }//重新放回车库 for (x = P->top+1; x < M; x++) P->stack[x].arrivetime = P->stack[x].ID = P->stack[x].num = -1;//向上清空车库 /* 这里应该还要判断车库有空位，所以放上面的代码过来 要改成单独的函数，要不然太长了 不具有独立性 =========================================================================== int _num, _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); //调整队头指针位置，并释放内存空间 L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 free(temp); =========================================================================== */ //outqueue(ID, time, P, L);//库空填充函数 while (parkfull(P) == 0)//出库后再看有空位没有 { //有空位就把等待队列的第一个放进来，且重新输入进入时间 //出队操作 int _time; qptr *temp; if (L->front == L->rear || L->front->next == NULL) return 0;//队列是空的，直接返回就好 temp = L->front->next; P->stack[++P->top].num = internum++; P->stack[P->top].ID = temp->ID; printf("\t\t\n\n车库有空位，请输入队列此车(车牌为：%d)当前入库时间：", temp->ID); scanf("%d", &_time); P->stack[P->top].arrivetime = _time; printf("\n\t此车已在队列中等待：%d time,现已进入车库！\n\n", _time - temp->arrivetime); /*调整队头指针位置，并释放内存空间*/ L->front->next = temp->next; if (L->rear == temp) L->rear = temp;//对于队列只剩一个数据时的队头调整 outsidenum--; free(temp); } break; } } down--;//下个比较位置 } return 2;}int check()//检查队列数量{ return outsidenum;} 0 0
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