栈队列模拟：解决停车场管理问题

在河北大学数学与信息科学学院2017-2018学年第1学期的数据结构实验课程中，学生张云峰针对“停车场模拟程序”进行了设计和实现。实验目的是深入理解和应用栈和队列这两种基础的数据结构，以及它们在解决实际问题中的作用。 问题的核心是模拟一个只有一个入口和出口的停车场管理，车辆按照到达顺序排队，如果车位已满，后续车辆则需在门外等待。为了实现这一场景，实验采用栈来模拟停车场的车位分配，栈的特性恰好符合车辆的先进后出原则，即最后到达的车辆最先离开。同时，使用队列来模拟车场外的便道，遵循先进先出（FIFO）原则，记录等待的车辆。 具体实验内容包括以下几个关键点： 1. **栈的使用**：栈作为底层数据结构，用来存储已进入停车场的车辆信息，包括车牌号、到达时间和状态。新到达的车辆根据栈顶位置决定是否可以直接进入车位或进入队列等待。 2. **队列的应用**：队列用来模拟车场外的便道，新到达的车辆被放入队列尾部，等待车位腾出。当停车场内的车辆离开时，队列头部的车辆会先进入停车场，确保遵循先进先出的原则。 3. **车辆进出流程**：当车辆离开时，程序不仅输出车辆在停车场的停留时间和费用，还模拟了其他车辆的让路过程。例如，JF003离开后，JF005和JF004需要从车位中退出，然后JF006从队列移动到车位。 4. **错误处理与容错性**：实验设计了对错误输入的处理机制，当用户键入错误时，程序能够提供错误提示，引导用户正确操作，确保程序稳定运行。 5. **状态监控**：实验要求在任何时候都保持停车位和便道的状态同步，避免出现停车位有空位而便道上有车辆等待的情况。 6. **程序设计说明**：算法设计的关键在于巧妙地利用栈和队列的数据结构特性，通过迭代和操作它们来模拟停车场的动态变化。 这个实验不仅锻炼了学生的编程技巧，还加深了他们对数据结构理论的理解，特别是栈和队列的实际应用场景，有助于提高他们的问题解决能力和实际编程能力。