C/C++利用栈和队列实现停车场管理系统

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS//visual stduio添加对scanf的信任
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<string.h>
#include<math.h>
#define size 1 //停车场位置数
//模拟停车场的堆栈的性质；
typedef struct zanlind {
    int number; //汽车车号
    float ar_time; //汽车到达时间
}zanInode;//车结点
typedef struct {
    zanInode* base; //停车场的堆栈底
    zanInode* top; //停车场的堆栈顶
    int stacksize_curren;//堆栈长度
}stackhead;
//堆栈的基本操作；
void initstack(stackhead& L) //构造一个空栈L
{
    L.base = (zanInode*)malloc(size * sizeof(zanlind));//给栈L分配空间
    if (!L.base) exit(0);  //存储分配失败
    L.top = L.base;//初始化栈顶和栈底指针相同
    L.stacksize_curren = 0;//初始化栈长度为0
}
void push(stackhead& L, zanInode e) //插入元素e为新的栈顶元素
{
    *L.top++ = e;//先让L栈的栈顶指向e,然后栈顶指针+1
    L.stacksize_curren++;//由于上面的e进入了栈内,所以栈长度加一
}
void pop(stackhead& L, zanInode& e) //若栈不为空,删除L的栈顶元素,用e返回其值
{
    if (L.base==L.top)//栈长度为0时，停车场为空
    {
        printf("停车场为空!!");
        return;
    }
    e = *--L.top;//如果栈顶和栈底不等，那么e为当前top指针减一后的指向，这是因为栈顶指针始终指向栈顶元素的上面。
    L.stacksize_curren--;//随着top指针减一，栈长度减一。注意返回e是通过引用完成的，就是 &e，e的变化会导致实参的变化
}
//模拟便道的队列的性质；
typedef struct duilie {//队列就是便道（候车区）
    int number; //汽车车号
    float ar_time; //汽车到达时间
    struct duilie* next;//链式的队列结点，通过next指针访问相邻的队列结点
}*queueptr;//指向队列结点自身的指针
typedef struct {
    queueptr front; //便道的队列的对头
    queueptr rear; //便道的队列的队尾
    int length;//队列长度
}linkqueue;
//队列的基本操作；
void initqueue(linkqueue& q) //构造一个空队列q,也是初始化
{
    q.front = q.rear = (queueptr)malloc(sizeof(duilie));//给队列q动态分配空间
    if (!q.front || !q.rear)
        exit(0);          //如果队首指针和队尾指针为NULL，则存储分配失败
    q.front->next = NULL;//队首指针的下一个队列结点置为NULL，队列结点进队列只能从队尾进
    q.length = 0;//初始化队列长度为零
}
 
void enqueue(linkqueue& q, int number, int ar_time)  //进队列，把车结点插入队列尾（属性为number，ar_time）
{
    queueptr p;//创建队列指针p
    p = (queueptr)malloc(sizeof(duilie));//为p分配空间
    if (!p) exit(0);                     //为空则存储分配失败
    p->number = number;//让队列结点的车牌号等于插入进来的车牌号
    p->ar_time = ar_time;//同上，给时间赋值
    p->next = NULL;//保证只能从队尾进队列
    q.rear->next = p;//将p结点插入到队尾
    q.rear = p;//此时队尾指针rear指向插入进来的p结点，方便下一次从队尾插入车结点信息
    q.length++;//插入后队列长度加一
}
void popqueue(linkqueue& q, queueptr& w)      //删除q的队头元素 w（属性为number，ar_time）
{
    queueptr p;//创建中间队列指针p
    if (q.length==0)//队首队尾指针相同则候车区无车
    {
        printf("停车场通道为空");
        return;
    }
    p = q.front->next;//p指针指向队列q中的队首位置
    w = p;//将队首元素赋值给w,即w代表删除的队首元素
    q.front->next = p->next;//删除队首元素
    q.length--;//删除后队列长度减一
}
 
 
float shijiancha(float x, float y) //求时间差的子程序,x是进入时间，y是离开时间
{
    if (x > y) {
        printf("非法时间数据");
        return -1;
    }
    int shix, shiy, fenx, feny;
    float shijiancha;//返回值，待赋值
    shix = x;//shix为进入时间的整数部分
    shiy = y;//shiy为离开时间的整数部分
    fenx = (int)((x - shix) * 100);//fenx为进入时间的小数部分的100倍
    feny = (int)((y - shiy) * 100);//feny为离开时间的小数部分的100倍
    if (fenx > feny)
    {//如果fenx>feny，时间差就等于离开的整数减去进入的整数-1再加上60+feny-fenx,实际上feny-fenx是负数
        shijiancha = (shiy - shix - 1) + (float)(feny + 60 - fenx) / 100;
    }
    else//这个就是正常的了，整数部分减加上小数部分减即可
        shijiancha = (shiy - shix) + (float)(feny - fenx) / 100;
    return shijiancha;//返回值为时间差
}
 
 
void jinru(stackhead& st, linkqueue& q)        //对进入停车场的汽车的处理；
{
    int number;//待使用的车牌号
    float time_a;//待使用的时间
    printf("请输入车牌号:");
    scanf("%d", &number);//
    printf("请输入您进车场的时间(比如说：8点半则输入8.30):"); scanf("%f", &time_a);
    if (st.stacksize_curren < 2)//停车场可以停2辆车，大于两辆车执行else的语句
    {
        zanInode e;//创建车结点
        e.number = number;//给车牌号赋值
        e.ar_time = time_a;//给车时间赋值
        push(st, e);//将赋值好的车结点入栈
        printf("请把你的车停在%d号车道\n\n", st.stacksize_curren);//提示车停在了哪个车道
    }
    else//如果执行这段代码，说明停车场以及停满2辆车
    {
        enqueue(q, number, time_a);//将车停入候车区，也就是便道
        printf("停车场已满，请把你的车停在便道的第%d个位置上\n", q.length);
    }
}
 
 
void likai(stackhead &st, stackhead &sl, linkqueue &q)       //对离开的汽车的处理；
{                                     //st 堆栈为停车场，sl 堆栈为倒车场
    int number, flag = 1;                    //q 为便道队列
    float sh, time_d, arrivaltime, money1;
    printf("请输入您的车牌号:"); scanf("%d", &number);
    printf("请输入您出车场的时间(比如说：8点半则输入8.30):");  scanf("%f", &time_d);
    zanInode e, q_to_s;//e为要查找的车结点，q_to_s为后面将从便道进入停车场的车结点
    queueptr w;//队列指针，待使用
    while (flag)  //此时flag=1，死循环
    {
        pop(st, e);//取出栈顶结点
        push(sl, e);//将取出的栈顶结点放入倒车场
        if (e.number == number)//如果车牌号对应
        {
            flag = 0;//flag变为0，死循环结束
            arrivaltime = e.ar_time;//将该结点的进入时间赋值给arrivaltime
            sh = shijiancha(arrivaltime, time_d);//带入计算时间差的函数并将时间差赋值给sh
            money1 = (int)sh * 2 + (sh - (int)sh) * 100 / 30;//收费依据
        }
    }
    pop(sl, e);                    //把倒车场的第一辆车（要离开的）去掉；
    while (sl.stacksize_curren)   //把倒车场的车倒回停车场
    {
        pop(sl, e); //取出栈顶结点
        push(st, e);//将取出的栈顶结点放入倒车场
    }
    if (st.stacksize_curren < 2 && q.length != 0)   //停车场有空位，便道上的车开进入停车场
    {
        popqueue(q, w);//取出便道的第一个车并把其信息赋值给w指针
        q_to_s.ar_time = w->ar_time;//将该车信息赋值给q_to_s结点
        q_to_s.number = w->number;
        push(st, q_to_s);//入栈，即停车
        printf("车牌为%d 的车已从通道进入停车场, 所在的停车位为 %d:\n", q_to_s.number, st.stacksize_curren);
    }
    printf("\n 收据");
    printf("车牌号:%d\n", number);
    printf("++++++++++++++++++++++++++++++\n");
    printf("     进车场时间:%4.2f\n", arrivaltime);
    printf("     出车场时间:%4.2f\n", time_d);
    printf("     停留时间:%4.2f\n", sh);
    printf("     应付(元) %4.2f\n", money1);
    printf("++++++++++++++++++++++++++++++\n\n");
}
 
 
int main()
{
    int m = 100;
    int choose;                 //进入或离开的标识；
    stackhead sting, slinshi;  //停车场和临时倒车场堆栈的定义；
    linkqueue line;          //队列的定义；
    initstack(sting);        //构造停车场堆栈sting
    initstack(slinshi);      //构造倒车场堆栈slinshi
    initqueue(line);         //构造便道队列line
    printf("\n      ******************停车场管理程序***************        ");
    printf("\n*===========================================================*");
    printf("\n*温馨提示：请车主在24:00之前来取车，给您带来的不便,敬请原谅!*");
    printf("\n* 1 *** 汽车进车场    2 *** 汽车出车场     3 *** 退出程序   *");
    printf("\n*===========================================================*\n");
    while (m)//m为100，可以重复操作100次
    {
        printf("          请输入您需要的服务的代号(1、2、3)，谢谢！\n");
        scanf("%d", &choose);//待选择的操作
        switch (choose)
        {
        case 1: jinru(sting, line); break;            //汽车进车场
        case 2: likai(sting, slinshi, line); break;    //汽车出车场
        case 3: exit(0);//退出
        }
        --m;//m递减
    }
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS//visual stduio添加对scanf的信任
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iOStream>//C++IO流头文件
using namespace std;//C++命名空间，配合IO流头文件可使用cin>>输入，cout<<输出
#define MaxSize 5  //停车场最大停车位
#define fee 2 //一小时的费用 
#define L    10000//宏定义
typedef int ElemType;//将整型int名字变为ElemType,下面再使用ElemType就是整型的意思
ElemType tmpnum = 0;//车牌号
ElemType tmptime = 0;//进入时间
typedef struct {
    ElemType car_num[MaxSize];//车牌号数组
    ElemType car_time[MaxSize];//进入时间数组
    int top;//数组下标
}STACK;//栈，存放所有的车牌号和进入时间数组
typedef struct qnode {//队列结点
    ElemType car_num;//包含车牌号
    ElemType car_time;//和进入时间
    struct qnode* next;//指向自身的指针，用来当问相邻队列结点
}QtYPT;//将qnode重命名为QTYPT
typedef struct qptr {//队列
    QTYPT* front;//队首指针
    QTYPT* rear;//队尾指针
}SQUEUE;//将qptr重命名为SQUEUE
void InitStack(STACK* S) {//初始化栈S
    S->top = -1;//数组下标初始化为-1
}
 
int Full(STACK* S) {//栈满的情况
    if (S->top == MaxSize - 1) {
        printf("\n Stack is full! Push");//提示栈满
        return 0;
    }
    return 1;
}
//入栈函数Push
int Push(STACK* S, ElemType num, ElemType time) {
    if (S->top == MaxSize - 1) {
        printf("\n Stack is full! Push");//栈满提示，并退出
        return 0;
    }
    S->top++;                      //栈不满时数组下标加一，此时为0
    S->car_num[S->top] = num;      //栈车牌号数组的car_num[top]赋值为num
    S->car_time[S->top] = time;    //同车牌号，这次是进入时间的赋值
    return 1;                      //赋值成功则返回1
}
 
int Empty(STACK* S) {//栈空的情况
    return (S->top == -1 ? 1 : 0);//栈空返回1
}
//出栈函数Pop
int Pop(STACK* S, ElemType* num, ElemType* time) {
    if (Empty(S)) {//栈空无法出栈
        puts("Stack is free Pop");
        return 0;
    }//栈不空时
    *num = S->car_num[S->top]; //将栈顶的车牌号赋值给*num
    *time = S->car_time[S->top];//赋值时间给*time
    S->top--;//出栈后数组下标减一
    return 1;
}
//初始化队列
void InitQueue(SQUEUE* LQ) {
    QTYPT* p = NULL;//创建队列结点指针
    p = (QTYPT*)malloc(sizeof(QTYPT));//为p职责和你分配空间
    p->next = NULL;//使p指针的next为空，相当于头结点
    LQ->front = LQ->rear = p;//初始化队首和队尾指针指向头结点p，
}
//将队列结点入队
int EnQueue(SQUEUE* LQ, ElemType num, ElemType time) {
    QTYPT* s;//创建s指针
    s = (QTYPT*)malloc(sizeof(QTYPT));//分配空间
    s->car_num = num;//将车牌号赋值给p指向的车牌号
    s->car_time = time;//赋值时间
    s->next = LQ->rear->next;//将s结点插入到队尾的下一个位置
    LQ->rear->next = s;//队尾指针的下一个位置指向s
    LQ->rear = s;//队尾指针指向新插入的结点，这样时头插法，符合队列后进后出的特点
    return 1;
}
//计算队列有多少结点
int CountQueue(SQUEUE* LQ) {
    int i = 1;
    QTYPT* mfront = NULL;//创建该队列的新队首指针
    QTYPT* mrear = NULL;//创建新队尾指针
    mfront = LQ->front;//将队首指针赋值给新队首指针，记录作用
    mrear = LQ->rear;//同上
    while (!(LQ->front == LQ->rear)) {//当队首不等于队尾指针时，i++,统计的结点个数增加
        i++;
        LQ->front = LQ->front->next;//队首指向队首的下一个位置
    }
    LQ->front = mfront;//统计完成后将队首指针指向原来的地址
    return i;//i为结点个数
}
 
int Empty_Q(SQUEUE* LQ) {//队列为空
    return (LQ->front == LQ->rear ? 1 : 0);
}
 
int OutQueue(SQUEUE* LQ, ElemType* num, ElemType* time) {//取队首
    QTYPT* p;//创建对列结点指针
    if (Empty_Q(LQ)) {//队列空不能取队首
        puts("Quenue is free OutQuenue");
        return 0;
    }
    p = LQ->front->next;//p指向队首结点
    *num = p->car_num;//将队首结点信息赋值
    *time = p->car_time;
    LQ->front->next = p->next;//删除队首结点
    if (LQ->front->next == NULL)//如果队首结点不存在
        LQ->rear = LQ->front;//队首队尾指针相同，队空
    free(p);//释放p结点
    return 1;
}
//检查有无重复车牌号
int chackinput(STACK* S, int pnum) {
    int i = 0;
    int num;
    num = pnum;//将车牌号赋值
    i = S->top;//i为栈顶位置的数组下标
    for (; !(i == -1); i--)//从高到底遍历car_num数组，找到车牌号返回1，否则返回0
        if (S->car_num[i] == num)
            return 1;
    return 0;
}
//检查时间输入是否合理
int chacktime(STACK* S, int ptime) {
    return S->car_time[S->top] <= ptime ? 1 : 0;//只有离开时间大于进入时间才能赋值成功
}
//显示停车场内状况
int displaystats(STACK* S, int pinput) {
    void displayhead();//显示菜单
    int i = 0;
    i = S->top;//i为栈顶位置的数组下标
    switch (pinput)//调用的时候自动填入10000
    {
    case 10000:
        {
        if (!Empty(S))//栈不空
            for (; !(i == -1); i--)//遍历输出栈内停车信息
                printf("<===%d时%d号车停于%d车位===>\n", S->car_time[i], S->car_time[i], i + 1);
        else
            cout << "停车场为空";
        printf("还有车%d个位\n", MaxSize - S->top - 1);//剩余车位等于最大停车位-当前数组下标再-1,因为数组是从0开始
        break;
        }
    default:
        {
        return 1;
        }
    }
    return 0;
}
//功能菜单
void displayhead() {
    cout << '\n' << "<===============CT停车场管理系统===================>" << endl;
    cout << "<==操作说明:  *******  ==>" << endl;
    cout << "<==1： 停车命令 *******  ==>" << endl;
    cout << "<==2： 出车命令  ***  ==>" << endl;
    cout << "<==0： 退出程序  ***  ==>" << endl;
    cout << "<==3:  显示停车场内状况     " << endl;
    cout << "<==============================================>" << endl;
}
//打印收费条
void displayChange(STACK* S, ElemType pnum, int ptime) {
    printf("   (单价 %d元/小时 )\n", fee);//fee在宏定义有，值为2
    printf("<======================电子收据===================>\n");
    printf("<==停车时间:--------------------------%d小时     ==>\n", ptime - tmptime);//停车时长
    printf("<==车牌号码:--------------------------%d         ==>\n", tmpnum);//打印车牌号
    printf("<==应收费用:--------------------------%d  元     ==>\n", (ptime - tmptime) * fee);//计算费用
    printf("<====================谢谢=欢迎下次再来=============>\n");
 
}
//开走车
int outparkstation(STACK* S1, STACK* TS, ElemType pnum) {
    int t_num = 0;
    int t_time = 0;
    while (1) {
        Pop(S1, &t_num, &t_time);//取出栈顶车
        if (t_num == pnum) {//如果这一次取出的栈顶车的车牌号是我们想开走的
            tmpnum = t_num;//进行车牌号和进入时间的赋值
            tmptime = t_time;
            while (!Empty(TS)) {//当备用停车场不空时
                Pop(TS, &t_num, &t_time);//循环取出备用停车场的暂存栈顶车
                Push(S1, t_num, t_time);//将每次的栈顶车再放进停车场
            }
            return 1;//结束循环
        }
        Push(TS, t_num, t_time);//栈顶不是我们想要的车就暂存再备用停车场
    }
    return 0;
}
//进行停车
int inparkstation(STACK* S) {
    int parknum;
    int parktime;
    printf("还有%d个车位\n", MaxSize - S->top - 1);
    printf("请输入车牌号码:");
    cin >> parknum;//输入车牌号
    while (chackinput(S, parknum)) {//调用检验函数，重复则重新输入车牌号
        printf("车牌号码重复，请输入%d1或者其他", parknum);
        cin >> parknum;//输入车牌号
    }
    printf("请输入停车时间:");
    cin >> parktime;//输入停车时间
    printf("%d号车于%d时停靠在%d位\n", parknum, parktime, S->top + 2);//下标加2是因为初始为-1，第一个车位于一号位，需要加2
    Push(S, parknum, parktime);//将输入的车牌号与进入时间入栈，完成停车
    return 1;
}
//在便道，栈满时将车暂存到便道内
int inbiandao(SQUEUE* SQ, STACK* S) {
    int parknum;
    printf("对不起,停车场已满，请您到便道等待.停车场有空位时您将第");
    printf("%d进入停车场\n", CountQueue(SQ));//调用CountQueue()函数，得到便道内的结点个数
    printf("请输入车牌号码:");
    cin >> parknum;
    while (chackinput(S, parknum)) {//如果有重复车牌号则重新输入
        printf("车牌号码重复，请输入其他车牌号");
        cin >> parknum;
    }
    EnQueue(SQ, parknum, 0);//将车牌号为parknum的车放进便道，进便道时间默认为0
    return 1;
}
//离开停车场
int OutParkingStation(SQUEUE* biandao, STACK* car, STACK* tmp) {
    int parknum = 0;
    int parktime = 0;
    int buf = 0;
    if (!Empty(car)) {//栈不空的情况下
        displaystats(car, 10000);//遍历查看停车场停车情况
        printf("请输入您要调出的车牌号码:");
        cin >> parknum;
        while (!chackinput(car, parknum)) {
            printf("没有您要的%d的车牌号码,请输入正确的车牌号码：", parknum);//没有检查到重新输入
            cin >> parknum;
        }
        outparkstation(car, tmp, parknum);//将车牌号为parknum的车开走
        printf("%d时%d号车进入停车场\n", tmptime, tmpnum);//上一行代码已经给开走的车进入时间和车牌号赋值，
        printf("请输入现在的时间:");//开走时的时间
        cin >> parktime;
        while (!chacktime(car, parktime)) {//开走时间需要大于进入时间，否则重新输入
            cout << "输入时间小于停车时间，请重新输入:";
            cin >> parktime;
        }
        displayChange(car, parknum, parktime);//打印账单
        if (biandao->front != biandao->rear)  
        {
            printf("%d号车位空开\n", car->top + 2);//提示开走的车占用的停车场位置空了
            printf("%d时便道上的%d号汽车驶入%d号车位", parktime, biandao->front->next->car_num, car->top + 2);//提示便道队首元素进入停车场
            OutQueue(biandao, &parknum, &buf);//将便道队首元素的车牌号赋值给parknum
            Push(car, parknum, parktime);//将该车进入停车场栈顶，进入成功
        }
        return 2;
    }
    printf("停车场为空\n");//栈空则停车场为空
    return 1;
};
 
int main() {
   int chance = 0;//用来选择操作
    STACK car;//创建未分配空间的car栈
    InitStack(&car);//初始化，包括分配内存空间
    STACK tmp;//备用栈
    InitStack(&tmp);//初始化
    SQUEUE biandao;//创建队列
    InitQueue(&biandao);//初始化
loop://跳转语句，配和Goto语句使用
    while (1) {
        displayhead();//展示菜单
        cout << "=>:";
        cin >> chance;//输入操作的选择
        switch (chance) {
        case 1:
        {
            printf("查询结果为：\n");
            if (Full(&car))//栈未满时执行if，栈满时执行else
                inparkstation(&car);//停进停车场
            else
                inbiandao(&biandao, &car);//停进便道
            break;
        }
        case 2:
        {
            OutParkingStation(&biandao, &car, &tmp);//开走车
            break;
        }
        case 3:
        {
            displaystats(&car, 10000);//查看停车场信息
            break;
        }
        case 0:
        {
            printf("成功退出，欢迎下次使用！");
            return 0;//退出循环
        }
        default:
        {
            cout << "输入错误" << endl;
            goto loop;//goto语句是跳转的意思，跳转到前面的loop位置，即继续选择操作
        }
        }
    }
    system("PAUSE");//终端出现按任意键继续，终端就是显示运行结果的地方
    return 0;
}