一．问题描述1.实验题目：设停车场是一个可停放 n 辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。

汽车在停车场按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端）。

若停车场已经停满 n辆车，那么后来的车只能在门外的便道上等候。

一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入。

当停车场某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场。

每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短缴纳费用。

试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。

2.基本要求：以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入数据的序列进行模拟管理。

每一组输入数据包括三个数据项：汽车的“到达”（‘A’表示）或“离去”（‘D’表示）信息、汽车标识（牌照号）以及到达或离去的时刻。

对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场或者便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场停留的时间和应缴纳的费用（便道上停留的时间不收费）。

栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。

3.测试数据：设n=2,输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3，20），（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。

每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照及到达或离去的时刻，其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。

其中：（‘A’，1，5）表示1号牌照车在5这个时刻到达，而（‘D’，1，15）表示1号牌照车在15这个时刻离去。

4.简述每一部分的对象、目的和要求：I.主函数部分：对象：栈，队列；目的：创建栈和队列对停车场管理系统进行模拟；要求：对栈和队列进行初始化。

II．被调函数部分：对象：栈和队列中的结点（亦即车辆的信息）；目的：将结点存放到栈和队列中，并作出正确的处理；要求：根据各结点的信息，调用相应的函数或者语句，将结点入栈入队，出栈或者出队。

二．需求分析1.程序所能达到的基本可能：程序以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入数据的序列进行模拟管理。

栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。

同时另设一个栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车。

输入数据按到达或离去的时刻有序。

当输入数据包括数据项为汽车的“到达”（‘A’表示）信息，汽车标识（牌照号）以及到达时刻时，应输出汽车在停车场或者便道上的停车位置；当输入数据包括数据项为汽车的“离去”（‘D’表示）信息，汽车标识（牌照号）以及离去时刻时，应输出汽车在停车场停留的时间和应缴纳的费用（便道上停留的时间不收费）；当输入数据项为（‘P’，0，0）时，应输出停车场的车数；当输入数据项为（‘W’, 0, 0）时，应输出候车场车数；当输入数据项为（‘E’, 0, 0），退出程序；若输入数据项不是以上所述，就输出"ERROR!"。

2.输入输出形式及输入值围：程序运行后进入循环，显示提示信息：“Please input the state,number and time of the car:”，提示用户输入车辆信息（“到达”或者“离开”，车牌编号，到达或者离开的时间）。

若车辆信息为“到达”，车辆信息开始进栈（模拟停车场），当栈满，会显示栈满信息：“The parking place is full!”，同时车辆进队列（模拟停车场旁便道），并显示该进入便道车辆的车牌编号，让用户知道该车的具体位置；若车辆信息为“离开”，会显示该车进入停车场的时间以及相应的停车费用，若该车较部分车早进停车场，这部分车需先退出停车场，暂时进入一个新栈为其让道，会显示进入新栈的车辆的车牌编号及其入停车场的时间，当待离开车离开停车场后，这部分车会重新进入停车场，同时便道上的第一辆车进入停车场；若输入（‘P’，0，0），会显示停车场的车数；若输入（‘W’，0，0），会显示便道上的车数；若输入（‘E’，0，0），程序会跳出循环，同时程序结束；若输入为其他字母，程序会显示“ERROR！”报错。

若便道上没有车辆停靠，会显示便道为空的信息：用户每输入一组数据，程序就会根据相应输入给出输出。

输入值第一个必须为字母，后两个为数字。

3.测试数据要求：用户输入字母时，输入大写或小写，都可以被该程序识别，正常运行。

但要求用户输入数据时，三个数据项之间必须用逗号相分隔开。

三．概要设计为了实现上述功能，该程序以栈模拟停车场以及临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车的场地，以队列模拟车场外的便道，因此需要栈和队列这两个抽象数据类型。

1.栈抽象数据类型定义： ADT SqStack{数据对象：D={char d c b a d c b a i i i i i i i i ∈∈∈∈int,int,int,|,,,， i=1,2,3....,n,n 0≥}数据关系：R={(i i i d b a ,,)|∈i i i d b a ,,D,∈i i i d b a ,,struct car}; 基本操作：Judge_Output(s,q,r)；//根据r 中车辆信息控制车辆是入栈s 还是入队q 以及相关操作A_cars(s,q, a)；//将到达车辆a 的信息入栈s 或者入队q D_cars(s,q, d)；//将待离开车辆d 出栈s ，并将q 中相应车辆入栈并进行相关的操作 }ADT SqStack2.队列抽象数据类型定义： ADT LinkQueue{数据对象：D={∈i i i i a c b a |,,Qnode *,∈i b Qnode *,int ∈i c ,i=1,2,3....,n,n 0≥}; 数据关系：R=φ；基本操作：Judge_Output(s,q,r)；//根据r中车辆信息控制车辆是入栈s还是入队q以及相关操作A_cars(s,q, a)；//将到达车辆a的信息入栈s或者入队qD_cars(s,q, d)；//将待离开车辆d出栈s，并将q中相应车辆入栈并进行相关的操作}ADT LinkQueue3.主要算法流程图：I．Judge_Output算法流程图：II．A_cars算法流程图：III．D_cars算法流程图：4.本程序保护模块：主函数模块栈单元模块：实现栈的抽象数据类型队列单元模块：实现队列的抽象数据类型调用关系：四．详细设计1.相关头文件库的调用说明：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define MAXSIZE 14#define n 2#define fee 102.元素类型、结点类型和结点指针类型：struct car{ char bb;int num;int time;};struct rangweicar{int num;int time;};typedef struct stackk{struct rangweicar H[MAXSIZE];int topp;}SqStackk;#define QNODE struct QnodeQNODE { int data;QNODE *next;};3.栈类型和队列类型：typedef struct stack{struct car G[n];int top;}SqStack;typedef struct linkqueue{QNODE *front,*rear;int geshu;}LinkQueue;//部分基本操作的伪码实现void Judge_Output(SqStack *s,LinkQueue *q,struct car *r) {if((*r).bb=='E'||(*r).bb=='e')printf("STOP!\n");else if((*r).bb=='P'||(*r).bb=='p')printf("The number of parking cars is %d\n",(s->top)+1); else if((*r).bb=='W'||(*r).bb=='w')printf("The number of waiting cars is %d\n",q->geshu); else if((*r).bb=='A'||(*r).bb=='a')A_cars(s,q,*r);else if((*r).bb=='D'||(*r).bb=='d')D_cars(s,q,*r);elseprintf("ERROR!\n");}A_cars(SqStack *s,LinkQueue *q,struct car a){QNODE *t;if(s->top!=n-1){(s->top)++;(s->G[s->top]).bb=a.bb;(s->G[s->top]).num=a.num;(s->G[s->top]).time=a.time;}else{printf("The parking place is full!\n");t=(QNODE *)malloc(sizeof(QNODE));t->data=a.num;t->next=NULL;q->rear->next=t;q->rear=t;printf("the number of the car in the access road is:%d\n",q->rear->data);q->geshu++;}}int D_cars(SqStack *s,LinkQueue *q,struct car d){int i,j,l;float x,y;QNODE *p;SqStackk *k;if(d.num==(s->G[s->top]).num){x=d.time-(s->G[s->top]).time;y=fee*x;printf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yuan\n",x,y); if(q->geshu==0){printf("The queue is empty!\n");return 0;}else{p=q->front->next;q->front->next=p->next;(s->G[s->top]).num=p->data;(s->G[s->top]).time=d.time;free(p);q->geshu--;if(q->front->next==NULL)q->rear=q->front;return 1;}}else{for(i=0;i<(s->top);i++){if((s->G[i]).num!=d.num) continue;else break;}if(i>=(s->top)){printf("ERROR!!\n");return -1;}x=d.time-(s->G[i]).time;y=fee*x;printf("The time is %.2f hours,the fee is %.2f yuan\n",x,y);k=(SqStackk *)malloc(sizeof(SqStackk));k->topp=-1;for(j=(s->top);j>i;j--){k->topp++; (k->H[k->topp]).num=(s->G[j]).num;(k->H[k->topp]).time=(s->G[j]).time;s->top--;}for(l=0;l<=(k->topp);l++){printf("the information(number and time) in the new stack is:\n"); printf("%d,%d\n",(k->H[l]).num,(k->H[l]).time);}s->top--;while(k->topp>=0){s->top++;(s->G[s->top]).bb='A';(s->G[s->top]).num=(k->H[k->topp]).num;(s->G[s->top]).time=(k->H[k->topp]).time;k->topp--;}if(q->geshu==0){printf("The access road is empty!\n");return 2;}else{s->top++;p=q->front->next;q->front->next=p->next;(s->G[s->top]).num=p->data;(s->G[s->top]).time=d.time;free(p);q->geshu--;if(q->front->next==NULL)q->rear=q->front;return 3;}}}4.主函数的伪码：main(){SqStack *s;LinkQueue *q;QNODE *p;struct car aa[MAXSIZE];int i;s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));s->top=-1;q=(LinkQueue *)malloc(sizeof(LinkQueue));p=(QNODE *)malloc(sizeof(QNODE));p->next=NULL;q->front=q->rear=p;q->geshu=0;printf("*********************************************************** *******************\n");printf("**************************************************\n");printf("************************* 停车场管理系统*************************\n");printf("**************************************************\n");printf("************************************************************* *****************\n");for(i=0;i<MAXSIZE;i++){printf("Please input the state,number and time of the car:\n"); scanf("%c,%d,%d",&(aa[i].bb),&(aa[i].num),&(aa[i].time));getchar();Judge_Output(s,q,&aa[i]);if(aa[i].bb=='E'||aa[i].bb=='e') break;}}5.函数调用关系：五．测试分析：1.出现问题及解决办法：该程序是四个程序调试中最顺利的一个，只在一个地方上出了问题，就是输入字符时由于回车键也是字符，回车键总会被读入，导致经常输出“ERROR！”。