计算机工程学院
课程设计报告
课程名称：数据结构课程设计
设计题目： 停车场管理系统
院 系： 计算机工程学院
专 业： 计算机科学与技术
组 别： 64
学生姓名: 李广耀 学 号: 1101301121
起止日期:2011年12月19日~2011年12月22日
指导教师: 张亚红 孙成富 寇海洲 邱军林
目录
1.需求分析. 1
1.1 课程设计的题目- 1
1.2 基本要求- 1
1.4 课程设计的思想- 1
1.5 软件运行和开发工具- 1
2.概要设计. 1
2.1 程序整体描述- 1
2.2 结构描述- 1
2.3 算法的设计思想及流程图- 2
3.详细设计. 6
3.1 车辆到达登记- 6
3.2 车辆离开记录- 6
3.3车辆信息显示- 8
4.调试与操作说明. 10
总... 结. 12
致... 谢. 12
参 考 文 献. 12
1.需求分析
1.1 课程设计的题目
设计一个停车场管理系统，模拟停车场的运作。
1.2 基本要求
运用数据结构知识，要求以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，要求栈以顺序结构实现，队列以链表实现，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。要求处理的数据元素包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻；
1.3 课程设计的任务
该系统主要实现以下几个功能：
1.车辆到达信息登记：包括车牌号，到达时间，在停车场停放的位置等；
2.车辆离开记录：包括离开时间，在停车场停留时间，停车费用等；
3.信息显示：显示停车场内和便到内的汽车到达时机急位置等基本信息；
1.4 课程设计的思想
该程序应用栈来完成的车辆进停车场和出停车场就是一个数据进栈和出栈的过程。如果停车场（栈）满了，就将车辆放在便道（队列）里；在车辆离开时计算出使用费用，并将便道第一辆车停到该车位置。
1.5 软件运行和开发工具
1.Windows2000以上操作系统
2.Visual C++6.0开发环境
2.概要设计
2.1 程序整体描述
程序用了一个类，五个结构（车辆信息、时间信息、栈、链表和队列），两个栈（其中一个为临时栈），除主函数外用了八个函数（栈和队列初始化、车辆到达和离开登记、收费系统、车辆和便道列表、总显示列表）。
2.2 结构描述
2.2.1 车辆信息的表示
车辆可看成是一个节点，设计成一个结构体，车辆信息包括：车牌号码，车辆的进站时间和离开停车的时间。定义如下：
struct CarNode
{
char num[10]; // 车牌号码
Time reach; // 到站时间
Time leave; // 离开时间
};
2.2.2 时间、栈和队列的定义
时间是由小时和分钟表示的，有两部分数据，所以，设计两个变量分别存储小时和分钟。定义如下：
struct Time
{
int hour;
int min;
};
停车场内用栈表示：
struct SeqStackNode
{
CarNode *elements[n+1]; // 顺序栈
int top;
};
便道上的车辆用队列表示：
struct QueueNodecar
{
CarNode *data; // 便道上的车用链表暂存
struct QueueNodecar *next;
};
struct LinkQueueNode
{
QueueNode *front; // 设置头指针、尾指针
QueueNode *rear;
};
2.3 算法的设计思想及流程图
2.3.1 主要函数的功能说明
1、 void CarStack(SeqStackNode *s) //车辆节点进栈
当栈未满时，就把到达的车辆进栈。
2、 void CarQueue(LinkQueueNode *q) //车辆节点进队列
当栈满了时，车辆就进入便道上的队列中。
3、 void Arrival(SeqStackNode *EnterCar,LinkQueueNode *QueueCar) //车辆到达登记
车辆到达时，先登记车辆车牌号码。然后再判断停车场有没有停满，没停满就进栈，停满了就停在便道上，即进队列。
4、 voidLeave(SeqStackNode*LeaveCar,SeqStackNode TempStack,
LinkQueueNode *QueueCar) //车辆离开处理
通过输入离开车辆的位置处理，然后调用Charge(CarNode *p) 函数进行收费。然后再判断便道上有没有车，如果有，就把便道上的车进停车场内。
5、 void List(SeqStackNode s,LinkQueueNode q) //显示车场内和便道上车辆情况
用个switch()函数选择显示车场内或是便道上的车辆情况。
包括对下面两个子函数的调用: void List1(SeqStackNode *s) 和
void List2(LinkQueueNode *q) // 分别为显示车场和便道上的车辆情况
6、 void Charge(CarNode *p) // 车辆离开收费
这个函数由车辆离开的函数调用，以分钟计时算费，但只能计算当天之内的费用，如果第二天的话会导致计费为负或减少。即只能当天停，当天开走。
2.3.2 主要模块算法描述和流程图
1、车辆到达：
首先定义一个栈和队列的结构体指针为:*p 和*t，然后申请一个车辆信息的内存空间，并把它赋给栈指针。
车辆到达时就输入车牌号，并通过if(EnterCar -> top+1 < n)来判断该车是进车场内还是进便道上，如果是进车场内就把top 加1，显示在车场内的位置，还要输入进车场的时间，然后把该节点进栈。如果是else 就显示该车要停在便道上，并进行进队列的操作。
2、车辆离开：
定义一个整型变量loc记录要离开车辆的位置，定义两个栈指针和一个队列指针，用if(EnterCar -> top >= 0)确保栈不空，然后用while(1)确保输入的车辆离开位置的合法性。如果不合法，显示输入有误，要重新输入。
通过if(loc>=1&&loc<=LeaveCar->top+1)判断离开车辆的位置，如果是中间位置，就要再用一个栈前面临时开出来的车，等要开出的车开出后，再把临时栈的车看进车场内，并调用Charge(p) 函数计算停车时间显示费用。然后还要用if((QueueCar -> front != QueueCar -> rear) && LeaveCar -> top < n) 语句判断便道上有没有车，如果有车就要显示进车场的车的车牌号，并登记进入时间。并要进行相应的出队列和进栈操作。
图2.1车辆进入流程
图2.2车辆离开流程
2.3.3 总模块流程图
3.详细设计
按照功能模块的描述主要实现三个功能
3.1 车辆到达登记
void Arrival(SeqStackNode *EnterCar,LinkQueueNode *QueueCar) //车辆进入
{
CarNode *s; //定义一个进入的车辆的指针
QueueNodecar *q; //定义一个进入便道内的车的指针
s = new CarNode; //附给队列头结点停车场内的最后一辆车结点
cout<<"\n 请输入车牌号(例:suA1234): ";
cin >> s -> number;
if(EnterCar -> top+1 < n) //有空位，车进入停车场
{
EnterCar -> top++; //初始指针为-1，加1
cout<<"\n 车辆在车场第"<<EnterCar -> top+1<<"位置."<<endl;
cout<<"\n 车辆到达时间(请先输入小时，再按space键输入分钟): ";
cin>>s -> reach.hour;
cin>>s -> reach.min;
EnterCar -> elements[EnterCar -> top] = s; //栈元素加1
return 1;
}
else
{
cout<<"\n 该车须在便道等待,有车位时进入车场!"<<endl;
q = (QueueNodecar *) malloc (sizeof(QueueNodecar));
q -> data = s; //链表指针加1
q -> next = NULL;
QueueCar -> rear -> next = q; //队列进一个元素
QueueCar -> rear = q;
return 0;
}
}
3.2 车辆离开记录
void Leave(SeqStackNode *LeaveCar,SeqStackNode *TempStack,LinkQueueNode *QueueCar) //车辆离开
{
int loc;
CarNode *p,*t; //定义两个车辆信息指针，一个用来存放离开车的信息；一个用来存放便道第一辆车的临时结点，将其存入栈中
QueueNodecar *q;
if(LeaveCar -> top > 0) //判断车场是否为空
{
while(1)
{
cout<<"\n 请输入车在车场的位置/1--"<<LeaveCar -> top<<"/: ";
cin>>loc;
if(loc >= 1 && loc <= LeaveCar -> top)
break;
else
{
cout<<" 输入错误,请重新输入!"<<endl;
continue;
}
}
while(LeaveCar -> top > loc) //把要删除的车辆的后面的车开出来，进临时栈
{
TempStack -> top++;
TempStack -> stack[TempStack -> top] = LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top];
LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top] = NULL;
LeaveCar -> top--;
}
p = LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top]; //把要删除的车辆节点赋给p
LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top] = NULL;
LeaveCar -> top--;
while(TempStack -> top >= 1) //把临时栈里的车辆进停车场
{
LeaveCar -> top++;
LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top] = TempStack -> stack[TempStack -> top];
TempStack -> stack[TempStack -> top] = NULL;
TempStack -> top--;
}
Charge(p); //调用收费系统
if((QueueCar -> front != QueueCar -> rear) && LeaveCar -> top < n) //如果便道上有车，则再开进停车场
{
q = QueueCar -> front -> next;
t = q -> data;
LeaveCar -> top++;
cout<<"\n 便道的"<<t -> number<<"号车进入车场第"<<LeaveCar -> top<<"位置."<<endl;
cout<<"\n "<<t -> number<<"号车进入车场的时间为:"<<p -> leave.hour<<":"<<p -> leave.min<<endl;
QueueCar -> front -> next = q -> next;
if(q == QueueCar -> rear)
QueueCar -> rear = QueueCar -> front;
LeaveCar -> stack[LeaveCar -> top] = t;
delete q;
}
else
cout<<"\n 便道里没有车.\n"<<endl;
}
else
cout<<"\n 车场里没有车."<<endl;
}
3.3车辆信息显示
void List1(SeqStackNode *s) //显示车场里的车辆情况
{
if(s -> top > 0)
{
cout<<"\n 车场列表:"<<endl;
cout<<"\n 位 置 到 达 时 间 车 牌 号\n"<<endl;
for(int i = 1;i <= s -> top;i++)
{
cout<<" "<<i;
cout<<"\t "<<s -> stack[i] -> reach.hour<<":"<<s ->
stack[i] -> reach.min;
cout<<"\t "<<s -> stack[i] -> number<<endl;
}
}
else
cout<<"\n 车场里没有车."<<endl;
}
void List2(LinkQueueNode *q) //显示便道上的车辆情况
{
QueueNodecar *p;
p = q -> front -> next;
if(q -> front != q -> rear)
{
cout<<"\n 等待车辆的车牌号码为: "<<endl;
while(p != NULL)
{
cout<<" "<<p -> data -> number<<endl;
p = p -> next;
}
}
else
cout<<"\n 便道里没有车."<<endl;
}
void List(SeqStackNode s,LinkQueueNode q) //显示选择列表
{
int choice;
int cond = 1;
while(cond)
{
cout<<" *------------*"<<endl;
cout<<"\n 1.车场列表\n 2.便道列表\n 3.返回主菜单\n"<<endl;
cout<<" *------------*"<<endl;
cout<<"\n 请选择要查看的列表序列号: ";
while(1)
{
cin>>choice;
if(choice >= 1 && choice <= 3)
break;
else
cout<<"\n 请输入: 1--3: ";
}
switch(choice) //列表函数调用
{
case 1:
List1(&s);
break;
case 2:
List2(&q);
break;
case 3:
cond = 0;
break;
default:
break;
}
}
}
4.调试与操作说明
执行程序后进入欢迎界面：
按1进入车辆到达登记界面，输入车牌号和时间：
图4.1车辆到达登记流程
停车场满，车进入便道：
图4.2车辆到达进入便道流程
按2车辆离开，输入车在车场位置及离开时间，显示停车时间结算费用，便道的第一辆车进入停车场，显示进入时间：
图4.3车辆离开收费流程
按3进入列表显示界面，再按1显示停车场列表：
图4.4停车场车辆列表显示流程
再按2进入显示便道列表显示：
图4.5便道等待车辆列表显示流程
总 结
本次课程设计我学会了很多知识，在对数据结构这门课上时候学习的东西系统的运用了一下，把学过的东西综合的运用了一下，加深了对C++的一些知识的运用。
在课程设计分析的时候，我遇到了很多的问题，在代码编写的时候问题则是更加明显的暴露出来了，虽然我能说出思想，但我在编程是总是有许多错误和不会的地方。从这可以看出我在这门课的学习过程中存在着许多的不足，有许多还有待掌握。虽然，最终完成了整个程序的分析设计，但是还是有许多问题我需要改进的，比如说结构体的定义、栈和队列的初始化和使用，也可以通过类的定义来解决，希望自己能在今后的继续深入学习中得到极大的改进与完善。
在本次课程设计总体我收获了很多，有栈和队列的应用、链表和指针的使用等，使我深刻地理解到了数据结构课程的内容，体会到了程序设计的实用性与可行性；培养了我分析实际应用系统和设计实际应用系统的能力，提高了进行实际系统的设计的能力。
经过这么多天的努力探索，我发现做课程设计不仅修补了以前学习的漏洞，也知道了一个道理：做事一定要有耐心和信心。课程设计不仅培养人们的自学能力，而且能让自己的思维变得灵活。同时我也学到，在困难面前不低头，要勇与面对，勇攀高峰。课程设计已经结束了，我付出了很多，也收获了很多，相信在不久的将来就会发现此时汗水的价值。
致 谢
经过一周的忙碌，本次课程设计已经接近尾声。我要感谢在我做在做课程设计时给我指导的四位老师和我的同学，在我遇到困难的时候，你们及时的给与我帮助，让我顺利的完成了这个课题，顺利的结束了本次的课程设计，在此再次衷心感谢。
参 考 文 献
1 苏仕华.数据结构课程设计 .机械工业出版社2005
2 李春葆，金晶．数据结构教程．北京：清华大学出版社，2006
3 揣锦华.面向对象程序设计与C++实践 .西安电子科技大学出版社 2004
4 殷人昆.数据结构(用面向对象的方法与C++语言描述).清华大学出版社 2008
5 [美]Walter Savitch著，周靖译，C++面向对象程序设计——基础、数据结构与编程思想，清华大学出版社
