实习二 栈、队列和递归算法设计 （题目：停车场管理 ）
一、需求分析
1.每一组输入数据包括：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以
及到达或离去的时刻。
2.输出信息：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用。
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）。其中：‘A’表示到达；‘D’表示离去；‘E’表示输入结束。
4.【选作内容】：两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？
5.【选作内容】：停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车。
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实习二 栈、队列和递归算法设计
题目：停车场管理 实习时间：2012/10/14
一、需求分析
1.每一组输入数据包括：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以
及到达或离去的时刻。
2.输出信息：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用。
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）。其中：‘A’表示到达；‘D’表示离去；‘E’表示输入结束。
4.【选作内容】：两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？
5.【选作内容】：停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车。
二、设计
二、 1. 设计思想
二、 （1）存储结构
以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道。栈以顺序结构实现，队 列以链表结构实现。
不需另设一个栈，栈顶空间临时停放为将要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车，栈用顺序存储结构实现。输入数据按到达或离去的时刻有序。栈中每个元素表示一辆汽车，包含三个数据项：汽车的牌照号码停车时刻和进入停车场的时刻。
（2）主要算法基本思想
按照顺序（两栈共享空间）栈和链式队列的基本操作，初始化一个栈和一个队列，若车辆进站，先判断车站是否满，未满就进车站，满了就进过道：若车辆离开，先在站中找到该车辆，再判断队列是否空，若非空则将车从过道进到站中并记录进站的时间；若不进行车辆的进出则终止程序。
2. 设计表示
（1）函数调用关系图
main→StackPush→QueueAppend→QueueAd→StackPop→QueueGet
（2）函数接口规格说明
int StackPush(SeqStack *S,LQueue *Q,Carmessage Carx)//若车站S未满，则Carx的信息入栈；若车站S满，则Carx的信息入队列Q；
int QueueAppend(LQueue *Q,Carmessage Carx) //Carx的信息入队列Q
int QueueAd(LQueue *Q,int lh,int lm) //队列Q中排队等候入栈的车辆，载入入栈时间 lh,lm
int StackPop(SeqStack *S,LQueue *Q,Carmessage *Carx)// 若车站S非空，则Carx的信息出栈；若此时队列Q中有车等候入栈，则将该车入栈S。
int QueueGet(LQueue *Q,Carmessage *Cary) //队列非空，将Carx的信息从Q中出队列。
3. 实现注释 （即各项功能的实现程度）
（1）可根据需要修改栈的大小（n项），只需将MaxStackSize 的值改2*n-1；
（2）若输入的字母不是A,D,E，则提示重新输入。
（3）若栈中无输入的车牌号，则输出“无此车”，重新输入。
4. 详细设计 （即主要算法的细化。略，见上课笔记）
【1】 int StackPush(SeqStack *S,LQueue *Q,Carmessage Carx)//停车场的入栈函数
{
if(S->top1>=(MaxStackSize+1)/2) //车场停满 ,停到过道 即入队列
QueueAppend(Q,Carx);
else //车辆未满，入栈 S,
{
S->Car[S->top1].alhour=0;
S->Car[S->top1].alminute=0;
S->Car[S->top1].ahour=Carx.ahour;
S->Car[S->top1].aminute=Carx.aminute;
S->Car[S->top1].number=Carx.number;
S->top1++;
return 1;
}
【2】int QueueAppend(LQueue *Q,Carmessage Carx) //入队列函数
{
LQNode *p;
p=(LQNode *)malloc(sizeof(LQNode));
p->Car.number=Carx.number;
p->Car.ahour=Carx.ahour;
p->Car.aminute=Carx.aminute;
p->Car.alhour=Carx.alhour;
p->Car.alminute=Carx.alminute;
p->next=NULL;
Q->count++;
if(Q->rear!=NULL)Q->rear->next=p;
Q->rear=p;
if(Q->front==NULL)Q->front=p;
return 0;
}
【3】 int StackPop(SeqStack *S,LQueue *Q,Carmessage *Carx)//停车场的出栈函数
{
int n,m;
int kaiguan=0; //用于判断是否找到相应车牌号的车
Carmessage Cary;
if(S->top1<=0)return 2;
for(n=S->top1;S->top1>0;S->top1--) //寻找出栈的车牌号 if(S- >Car[S->top1-1].number==Carx->number)
{
Carx->ahour=S->Car[S->top1-1].ahour;//记录被删除车信息
Carx->aminute=S->Car[S->top1-1].aminute;
Carx->alhour=S->Car[S->top1-1].alhour;
Carx->alminute=S->Car[S->top1-1].alminute;
for(;n>S->top1;n--,S->top2--)
{
S->Car[S->top2].ahour=S->Car[n-1].ahour;
S->Car[S->top2].aminute=S->Car[n-1].aminute;
S->Car[S->top2].number=S->Car[n-1].number;
S->Car[S->top2].alhour=S->Car[n-1].alhour;
S->Car[S->top2].alminute=S->Car[n-1].alminute;
}
for(S->top1--;S->top2<MaxStackSize;S->top1++,S->top2++)//转移进//开出
{
S->Car[S->top1].ahour=S->Car[S->top2+1].ahour;
S->Car[S->top1].aminute=S->Car[S->top2+1].aminute;
S->Car[S->top1].number=S->Car[S->top2+1].number;
S->Car[S->top1].alhour=S->Car[S->top2+1].alhour;
S->Car[S->top1].alminute=S->Car[S->top2+1].alminute;
}
S->top2--;
}
S->top1--; //开出一辆
kaiguan=1; //找到该车
break;
}
if(kaiguan==0&&S->top1==0&&S->top1<n){S->top1=n;return 2;}
if(S->top1==(MaxStackSize-1)/2&&Q->front!=NULL)//判断是否有车等候进站
{
QueueGet(Q,&Cary);
S->Car[S->top1].ahour=Cary.ahour;
S->Car[S->top1].aminute=Cary.aminute;
S->Car[S->top1].number=Cary.number;
S->Car[S->top1].alhour=Cary.alhour;
S->Car[S->top1].alminute=Cary.alminute;
S->top1++;
}
return 1;
}
【4】int QueueGet(LQueue *Q,Carmessage *Cary) //出队列
{
Cary->number=Q->front->Car.number;
Cary->ahour=Q->front->Car.ahour;
Cary->aminute=Q->front->Car.aminute;
Cary->alhour=Q->front->Car.alhour;
Cary->alminute=Q->front->Car.alminute;
Q->front=Q->front->next; //队列头指针后移
Q->count--;
return 0;
}
【5】int QueueAd(LQueue *Q,int lh,int lm) //排队等候入栈的车辆，载入入栈时间
{
Q->front->Car.alhour=lh;
Q->front->Car.alminute=lm;
return 0;
}
三、调试分析
1.调试过程中遇到的主要问题是如何解决的；
调试过程中存在少许C语言的基础语法错误，经独立仔细观察和调试修改正确，最大的难题是栈和队列的指针移动的条件需细心考虑，其在循环中的移动情况要考虑充分，以及地址在多个函数调用时的变化。在自己独立多次修改下，终于完成。
2.对设计和编码的回顾讨论和分析；
在增加选作内容时，意识到在代码删改过程中，牵一发而动全身的纷繁复杂性，需要多次反复查看和检查。在今后的编程过程中要更注重代码整体设计的提纲记录，用更多的注释。
3.时间和空间复杂度的分析；
【1】入栈函数： 时间O(n),空间O(1)
【2】入队列函数：时间O(n),空间O(n)
【3】出栈函数：时间O(n^2),空间O(1)
【4】出队列函数：时间O(1),空间O(1)
4.改进设想；
此次实习需要设计的算法较少，主要是一些栈和队列的基本操作和各函数之间的调用条件（该条件或有更简洁的表示）。其它地方暂无修改办法。
5.经验和体会等。
多动手编程，才能熟练灵活的掌握C语言基础知识，才能更好的理解掌握数据结构的精髓。从而避免基础语法错误，让代码变得更简洁高效。如此才能准确高效的解决问题。在今后的编程过程中要更注重代码整体设计的提纲记录，用更多的注释。
四、用户手册（即使用说明）
仅需按照提示输入大写字母和数字（输入的时间格式按12:12的时刻格式）即可。
五、运行结果
运行环境：C-free
【1】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）。其中：‘A’表示到达；‘D’表示离去；‘E’表示输入结束。
【选作内容】：停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车。
若输入非’A’’D’’E’,则提示重新输入。
【2】又增选做内容，
【选作内容】：两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？//2*n-1
【选作内容】：停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车。
【内容】若栈中无出栈的车牌号，输出提示，重新输入。
六、源程序清单
https://wenku.baidu.com/view/efbb3919bf64783e0912a21614791711cc797918
