停车场管理问题堆栈和队列应用数据结构课程设计

设有一个可以停放n辆汽车的狭长停车场，它只有一个大门可以供车辆进出。车辆按到达停车场时间的早晚依次从停车场最里面向大门口处停放(最先到达的第一辆车放在停车场的最里面)。如果停车场已放满n辆车，则后来的车辆只能在停车场大门外的便道上等待，一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆车就进入停车场。停车场内如有某辆车要开走，在它之后进入停车场的车都必须先退出停车场为它让路，待其开出停车场后，这些车辆再依原来的次序进场。每辆车在离开停车场时，都应根据它在停车场内停留的时间长短交费。如果停留在便道上的车未进停车场就要离去，允许其离去，不收停车费，并且仍然保持在便道上等待的车辆的次序。编制程序模拟该停车场的管理。 在这个停车场管理问题中，主要涉及了两种数据结构的使用：堆栈（Stack）和队列（Queue）。这两种数据结构在程序设计中具有重要的地位，它们是抽象数据类型的基础，能够有效地处理特定类型的操作序列。 堆栈是一种后进先出（Last In, First Out, LIFO）的数据结构。在这个停车场系统中，堆栈用于存储那些已经离开但还未付费的车辆信息。当一辆车离开停车场时，它的信息被压入堆栈，然后在计算费用并收取后，再从堆栈中弹出。堆栈的操作主要包括两个基本操作：压栈（Push）和弹栈（Pop）。在这里，`CountForStack` 用于记录堆栈中当前的车辆数量。 队列是一种先进先出（First In, First Out, FIFO）的数据结构。在这个问题中，队列用于管理等待进入停车场的车辆。新到达的车辆会被插入到队列的尾部，而当停车场有空位时，队首的车辆将进入停车场。队列的操作包括入队（Enqueue）和出队（Dequeue）。`CountForQueue` 用于记录队列中当前的车辆数量。程序中定义了一个结构体 `Queue` 来表示队列，并提供了初始化、入队和出队的函数。 停车场的运行过程可以概括如下： 1. 当车辆到达时，检查停车场是否有空位。如果有，车辆进入停车场，记录其到达时间；如果没有，车辆加入等待队列。 2. 如果车辆离开停车场，检查是否有车辆在等待，如果有，则让队首的车辆进入，更新其到达时间为当前时间。 3. 当车辆需要离开时，所有在其之后进入的车辆必须先退出停车场，以便为该车让路。这些车辆重新按照原来的顺序排队，等待下一次入场。 4. 每辆车离开时，根据其在停车场内停留的时间计算费用，根据停留时间（离开时间与到达时间之差）乘以每小时的费用（FARE）。 在实现过程中，程序使用了自定义的 `CarNode` 结构体来存储每辆车的信息，包括状态（到达或离开）、到达时间、离开时间和车牌号。另外，还定义了 `CarStack` 和 `Queue` 结构体来分别表示堆栈和队列，并提供了相应的操作函数，如 `InitStack`、`InitQueue`、`EnQueue` 和 `DeQueue`。 通过以上分析，我们可以看出，堆栈和队列在这类问题中起到了关键作用，它们帮助我们有效地管理车辆的进出顺序和费用计算，实现了一个模拟停车场管理的简单模型。