C/C++利用栈和队列实现停车场管理系统

简介

停车场管理系统是一个比较常见的小案例，利用栈和队列的数据结构可以方便地实现这个系统。本文将详细讲解使用C/C++语言构建停车场管理系统的完整攻略，包括实现的过程和两个示例说明。

实现过程

1. 数据结构的选择

停车场管理系统需要管理多个车辆的进出情况，并且需要保证车辆的进出顺序正确。因此，我们可以使用栈和队列这两种数据结构来实现这个系统。

具体来说，我们可以将停车场表示为一个栈，用于存放进入停车场的车辆；将出口的等待区域表示为一个队列，用于存放已经停在停车场内的车辆。

当车辆进入停车场时，我们将其加入栈中。当车辆需要出场时，我们则将栈中的车辆移到队列中，并依次检查队列中的车辆，直到找到需要出场的车辆。出场后，再将队列中的车辆转移到栈中，以保证顺序正确。

2. 停车场管理系统的实现

下面我们就来具体实现这个停车场管理系统。

首先，我们定义存放车辆信息的结构体：

struct Car {
    std::string license;  // 车牌号
    time_t enter_time;    // 进入时间
    time_t exit_time;     // 出场时间
};

然后，我们创建停车场和等待区的结构体，以及定义对应的数据结构：

struct ParkingLot {
    std::stack<Car> cars;     // 停车场中的车辆
    std::queue<Car> waiting;  // 出口等待区的车辆
};

ParkingLot parking_lot;  // 停车场管理系统实例

接下来，我们定义进入停车场的函数：

void enter_parking_lot(std::string license) {
    Car car;
    car.license = license;
    car.enter_time = time(NULL);

    parking_lot.cars.push(car);

    std::cout << "车辆 " << license << " 进入停车场" << std::endl;
}

这个函数首先创建一个车辆结构体，设置车牌号和进入时间，然后将车辆加入停车场的栈中，并输出提示信息。

接着，我们定义移动车辆出场的函数：

void move_car_out(std::string license) {
    bool found = false;

    // 将停车场中的车辆移动到等待区，寻找需要出场的车辆
    while (!parking_lot.cars.empty()) {
        Car car = parking_lot.cars.top();
        parking_lot.cars.pop();

        if (car.license == license) {
            car.exit_time = time(NULL);
            found = true;
        }

        parking_lot.waiting.push(car);

        if (found) {
            break;
        }
    }

    // 如果找到需要出场的车辆，移动等待区的车辆回到停车场
    if (found) {
        while (!parking_lot.waiting.empty()) {
            Car car = parking_lot.waiting.front();
            parking_lot.waiting.pop();

            if (car.license != license) {
                parking_lot.cars.push(car);
            }
        }

        std::cout << "车辆 " << license << " 出场" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "未找到需要出场的车辆" << std::endl;
    }
}

这个函数首先将停车场中的车辆移动到等待区，并寻找需要出场的车辆。如果找到需要出场的车辆，就将等待区中的车辆依次移回停车场中，保证顺序正确。否则输出提示信息。

注意，在实现中我们使用了标准库中的 stack 和 queue 容器，它们分别对应栈和队列的数据结构。

3. 示例说明

下面给出两个用例，说明停车场管理系统的功能。

首先，我们进入两辆车到停车场：

enter_parking_lot("京A12345");
enter_parking_lot("京B54321");

输出：

车辆 京A12345 进入停车场
车辆 京B54321 进入停车场

此时停车场中的情况如下：

| 京B54321 |
| 京A12345 |
|__________|

然后，我们需要将一辆车移出停车场：

move_car_out("京A12345");

输出：

车辆 京A12345 出场

此时停车场中的情况如下：

| 京B54321 |
|__________|

最后，我们退出停车场：

move_car_out("京B54321");

输出：

车辆 京B54321 出场

停车场中已经没有车辆了：

|__________|

这就是本文讲解的停车场管理系统的完整攻略和示例。