停车场管理系统模拟：栈与队列算法实现

"停车场数据结构的算法涉及使用栈和队列来模拟实际的停车场景。在这个问题中，停车场被建模为一个栈，而车场外的便道则用队列表示。栈用于处理车辆的进出，而队列用于管理在便道上等待的汽车。这个系统需要能够跟踪每辆汽车的状态，包括其车牌号、进入停车场的时间以及当前是否在停车位或便道上。此外，还需要一个辅助栈来临时存放因其他车辆离开而需要暂时退出停车场的汽车。" 停车场管理算法的核心在于如何有效地使用栈和队列来处理汽车的流动。栈的特性使得车辆可以按照"后进先出"的原则进出停车位，而队列则保证了车辆在便道上的顺序。当一辆车要离开时，所有在其之后进入的车辆都需要先退出，以便为离开的车辆让出通道。这个过程可以通过不断地从栈顶弹出元素（车辆）并将其放入辅助栈，直到找到要离开的车辆，然后将辅助栈中的车辆按照原来的顺序重新压入主栈。 在数据结构的设计上，每个汽车对象（Car）包含以下信息： 1. 车牌号（license_plate）：用字符指针类型表示，用于唯一标识每辆车。 2. 进场时间（time）：浮点数形式，表示车辆进入停车场的具体时间。 3. 当前状态（state）：字符类型，'p' 表示车辆停在停车位，'q' 表示车辆停在便道。 程序的输入数据包括车辆到达或离开的信息、车牌号和到达或离开的时刻。对于每组输入，程序需要处理以下任务： - 车辆到达：如果停车场未满，车辆可以直接进入并更新其在停车场内的位置；如果已满，车辆将被放入队列等待。 - 车辆离开：找到要离开的车辆，计算其停留时间并计算费用，然后调整停车场内车辆的顺序，使辅助栈中的车辆重新进入主栈。 在实现这个模拟管理程序时，需要注意以下几点： 1. 输入数据的排序：确保输入数据按照到达或离开的时间顺序进行，这是正确处理车辆流动的关键。 2. 时间管理：要准确地记录每辆车的停留时间，以便在车辆离开时计算费用。 3. 空间优化：合理利用数组和链表来存储栈和队列，以适应不同规模的停车场和便道。 4. 错误处理：考虑到可能的异常情况，如非法输入或停车场已满但车辆仍在尝试进入等，需要有适当的错误处理机制。 通过以上设计，我们可以构建一个有效的停车场管理系统，它不仅能够处理车辆的进出，还能确保停车场的顺畅运行，并且能够准确计算每辆车的费用。这种基于数据结构的算法在实际的停车场管理系统中有着广泛的应用价值。