数据结构——java栈+队列实现简单的停车场管理问题

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重要

本文设计和代码是基于 以下博客（请点击）

数据结构——栈的java实现(一)-使用顺序存储结构(数组)以及实现

数据结构——队列的java实现(三)-使用单向链表以及实现

以下是往期数据结构文章，虽然这项目中还未使用到

数据结构——栈的java实现(二)-使用单向链表以及实现

数据结构——队列的java实现(一)-使用顺序存储结构(数组)以及实现

数据结构——队列的java实现(二)-循环队列

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问题描述

设有一个可以停放n辆汽车的狭长停车场，它只有一个大门可以供车辆进出。

车辆按到达停车场时间的早晚依次从停车场最里面向大门口处停放(最先到达的第一辆车放在停车场的最里面)。

如果停车场已放满n辆车，则后来的车辆只能在停车场大门外的便道上等待，

一旦停车场内有车开走，则排在便道上的第一辆车就进入停车场。

停车场内如有某辆车要开走，在它之后进入停车场的车都必须先退出停车场为它让路，

待其开出停车场后，这些车辆再依原来的次序进场。

每辆车在离开停车场时，都应根据它在停车场内停留的时间长短交费。

如果停留在便道上的车未进停车场就要离去，允许其离去，不收停车费，并且仍然保持在便道上等待的车辆的次序。

编制程序模拟该停车场的管理。

要求：

若是到达的车辆，输出其在停车场中或者便道中的位置。

若离去的车辆是停车场内的车辆，则额输出其在停车场中停留的时间和应缴纳的费用，车牌号，还有其空出的车位号，最后选择便道最前面一辆车辆进入停车场停车。

若离去的车辆是便道中的车辆，则直接离去，不算费用，也不用输出车辆的位置。

问题分析

1.停车场中某车的离开必须在其前面的车已经离开之后才行，满足“先进后出”的特性，因此采用栈来模拟停车场。

2.对于指定停车场，其车位相对固定，因此采用顺序栈。

3.从停车场出来为后面的车让路的车也是先出的后进，因此也用栈来模拟。

4.从停车场出来的车数最大不超过停车场的车，因此采用长度等于车场车辆数的顺序栈。

5.便道上的车按照先到先开进车场的原则，满足“先进先出”的特性，因此可以用队列来模拟便道。

6.便道上的车辆数目不固定，因此采用链队列。

7.每组数据应包含：到达还是离去，车辆牌照号码，到达或离去的时刻。

用到了之前写的顺序栈和链队列

实现代码：有详细注释

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代码实现：

ParkingLotManagementSystem.class

import java.util.Scanner;
import java.text.DecimalFormat;
import java.util.GregorianCalendar;
 

public class ParkingLotManagementSystem {
 
	private ArrayStack S = new ArrayStack(10);// 存放停车场上的车辆信息，假设停车场只有10个位置
	private LinkedListQueue Q = new LinkedListQueue();// 存放便道上的车辆信息
	private double fee = 2;// 每分钟停车费用
	public final static int DEPARTURE = 0;// 标识车辆离开
	public final static int ARRIVAL=1;//标识车辆到达
	
	//停车场管理，license表示车牌号，action表示车辆的动作，到达或离开
	public void parkingManage(String license,String action) throws Exception{
		if("arrive".equals(action)){//到达
			CarInfo info=new CarInfo();
			info.license=license;//记录车牌号
			if(S.getSize() < 10){//停车场未满
				info.arrTime=(GregorianCalendar)GregorianCalendar.getInstance();//当前时间初始化到达时间
				info.state=ARRIVAL;
				S.push(info);//进入停车场
				System.out.println(info.license+"停放在停车场第"+S.getSize()+"个位置！");
			}
			else {//停车场已满
				Q.enqueue(info);//进入便道
				System.out.println(info.license+"停放在便道第"+Q.getSize()+"个位置！");
			}
		}
		else if("depart".equals(action)){//车辆离开
			CarInfo info=null;
			int location=0;//用于记录车辆位置
			if(S.contains(license)){//离开的车辆在停车场中
				//构造一个新栈存储因车辆离开而导致的其他车辆暂时退出停车场
				ArrayStack S2=new ArrayStack(S.getSize());
				for(int i=S.getSize();i>0;i--){
					info=(CarInfo)S.pop();
					if(info.license.equals(license)){//如果排到了真要出去的车辆
						//当前时间初始化离开时间
						info.depTime=(GregorianCalendar)GregorianCalendar.getInstance();
						info.state=DEPARTURE;
						location=i;//把车牌号存入location
						break;
					}
					else
						S2.push(info);//其他车辆暂时退出车场
				}
				//如果S2中还有车辆，则全部将其重新进入车场S中
				while(!S2.isEmpty()){
					//其他车辆重新进入车场
					S.push(S2.pop());
				}
				if(location!=0){//停车场内存在指定车牌号的车辆
					//计算停放时间，并把毫秒换成分钟
					double time=(info.depTime.getTimeInMillis()-info.arrTime.getTimeInMillis())/(1000*60);
					DecimalFormat df=new DecimalFormat("0.0");//对double进行格式化保留两位小数
					System.out.println("车牌号为："+info.license+",\n停放车位号："+location+","+"\n共停放了："+df.format(time)+"分钟,\n费用为："+df.format(time*fee)+"元");
				}
				//当停车场的车辆离开后，从队列Q中选最前面的一辆车进入停车场，并开始计时
				if(!Q.isEmpty()){
					info=(CarInfo)Q.dequeue();
					info.arrTime=(GregorianCalendar)GregorianCalendar.getInstance();
					info.state=ARRIVAL;
					S.push(info);
					System.out.println(location+"号停车位有空位了,"+info.license+"从便道进入停车场"+location+"位置停车！");
				}
			}
			CarInfo carInfo = (CarInfo) Q.containsAndremove(license);
			if(carInfo != null){//离开的车辆在便道中
//				Q.dequeue(info);//进入便道
				System.out.println(carInfo.license+"停放在便道,现已离开");
			}
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		ParkingLotManagementSystem plms=new ParkingLotManagementSystem();
		for(int i=1;i<=12;i++){
			plms.parkingManage("桂A0000"+String.valueOf(i), "arrive");
		}
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入车牌号");
		String license=sc.next();
		System.out.println("arrive or depart??");
		String action=sc.next();
		plms.parkingManage(license, action);
	}
 
}

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测试：

车辆停在停车场离开：

桂A00001停放在停车场第1个位置！
桂A00002停放在停车场第2个位置！
桂A00003停放在停车场第3个位置！
桂A00004停放在停车场第4个位置！
桂A00005停放在停车场第5个位置！
桂A00006停放在停车场第6个位置！
桂A00007停放在停车场第7个位置！
桂A00008停放在停车场第8个位置！
桂A00009停放在停车场第9个位置！
桂A000010停放在停车场第10个位置！
桂A000011停放在便道第1个位置！
桂A000012停放在便道第2个位置！
请输入车牌号
桂A00004
arrive or depart??
depart
车牌号为：桂A00004,
停放车位号：4,
共停放了：6.0分钟,
费用为：12.0元
4号停车位有空位了,桂A000011从便道进入停车场4位置停车！

车辆停在便道离开：

桂A00001停放在停车场第1个位置！
桂A00002停放在停车场第2个位置！
桂A00003停放在停车场第3个位置！
桂A00004停放在停车场第4个位置！
桂A00005停放在停车场第5个位置！
桂A00006停放在停车场第6个位置！
桂A00007停放在停车场第7个位置！
桂A00008停放在停车场第8个位置！
桂A00009停放在停车场第9个位置！
桂A000010停放在停车场第10个位置！
桂A000011停放在便道第1个位置！
桂A000012停放在便道第2个位置！
请输入车牌号
桂A000011
arrive or depart??
depart
桂A000011停放在便道,现已离开