BParking是一个基于C语言开发的停车场管理系统，模拟了一个只有一个出入口的狭长停车场的运作流程。系统实现了车辆进出管理、费用计算、状态显示等功能，并采用了栈和队列数据结构来模拟停车场和便道的运作机制。
主要基于Linux终端演示（这里采用Ubuntu）
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│ 用户交互界面 │
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│ 停车场管理系统 │
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│ │ 停车场栈 │ │ 便道队列 │ │
│ └───────────┘ └───────────┘│
└─────────────────────────────┘BParking/
├── main.c # 主程序，包含用户交互界面
├── parking.c # 主要函数实现
├── parking.h # 头文件，这个主要包含数据结构定义和函数声明
├── color.h # 颜色输出
主要显示停车场和便道的车辆信息，和具体位置，以及停车费用
主要显示系统运行时间，总处理车辆数，总收入等信息
- 🚘 车辆进出管理：记录车辆进入和离开停车场的时间和位置
- 💰 费用计算：根据停车时长自动计算停车费用
- 📊 状态显示：实时显示停车场和便道的车辆状态
- 💾 自动保存：车辆进出时自动保存系统状态，确保数据安全
- 🖥️ 彩色界面：提供美观直观的彩色命令行界面
- 📖 帮助说明：内置详细的使用帮助文档
- 🇨🇳 中文车牌支持：完全支持中国标准车牌格式
系统使用了以下数据结构：
- 停车场栈（顺序栈）：用于存储停车场内的车辆，先进后出（LIFO）特性符合停车场的运作方式
- 临时栈：用于临时存储为离开车辆让路的车辆
- 便道队列（链式队列）：用于存储等候进入停车场的车辆，先进先出（FIFO）特性符合便道等候的运作方式
typedef struct {
char plateNumber[MAX_PLATE_LEN]; // 车牌号（支持中文字符）
time_t arriveTime; // 到达时间
time_t leaveTime; // 离开时间
} Car;typedef struct {
Car data[STACKSIZE];
int top;
} ParkingStack;typedef struct {
QueueNode *front;
QueueNode *rear;
int count; // 队列中的车辆数量
} WaitingQueue;int parkCar(ParkingStack *parkingLot, WaitingQueue *waitingLane, const char *plateNumber) {
// 检查车牌号是否已存在
if (isCarExists(parkingLot, waitingLane, plateNumber)) {
return ERR_EXISTS; // 车牌号已存在
}
// 创建新车辆
Car newCar = createCar(plateNumber);
if (!isStackFull(parkingLot)) {
// 停车场有空位，直接进入
int result = push(parkingLot, newCar);
if (result == SUCCESS) {
// 自动保存系统状态，确保数据安全
SystemStats stats = {0};
saveSystemState(parkingLot, waitingLane, &stats);
}
return result;
} else {
// 停车场已满，进入便道等候
int result = enqueue(waitingLane, newCar);
if (result == SUCCESS) {
// 自动保存系统状态，确保数据安全
SystemStats stats = {0};
saveSystemState(parkingLot, waitingLane, &stats);
}
return result;
}
}int leaveCar(ParkingStack *parkingLot, ParkingStack *tempLot, WaitingQueue *waitingLane, const char *plateNumber, SystemStats *stats) {
if (isStackEmpty(parkingLot)) {
return ERR_EMPTY; // 停车场为空
}
// 首先检查车辆是否在停车场内
// 使用优化的搜索算法，从栈顶开始搜索
int position = findCarPosition(parkingLot, plateNumber);
if (position == -1) {
return ERR_NOT_FOUND; // 未找到车辆
}
// 计算需要移动的车辆数量
int carsToMove = parkingLot->top - position;
// 将车辆上方的车辆移到临时栈
for (int i = 0; i < carsToMove; i++) {
Car car = pop(parkingLot);
push(tempLot, car);
}
// 移除要离开的车辆
Car leavingCar = pop(parkingLot);
leavingCar.leaveTime = time(NULL);
// 计算费用并更新统计信息
double fee = calculateFee(leavingCar);
if (stats != NULL) {
stats->totalCars++;
stats->totalRevenue += fee;
}
// 将临时栈中的车辆移回停车场
while (!isStackEmpty(tempLot)) {
Car car = pop(tempLot);
push(parkingLot, car);
}
// 如果便道上有等候的车辆，让其进入停车场
if (!isQueueEmpty(waitingLane) && !isStackFull(parkingLot)) {
Car waitingCar = dequeue(waitingLane);
waitingCar.arriveTime = time(NULL); // 更新进入停车场的时间
push(parkingLot, waitingCar);
}
// 自动保存系统状态
saveSystemState(parkingLot, waitingLane, stats);
return SUCCESS;
printf("\n===== 停车费用计算 =====\n");
printf("车牌号: %d\n", car.carNumber);
printf("进入时间: %s\n", arriveTimeStr);
printf("离开时间: %s\n", leaveTimeStr);
printf("停车时间: %d小时 %d分钟 %d秒\n", hours, minutes, seconds);
printf("停车费用: %.2f 元\n", fee);
printf("==========================\n");
}函数 findCarPosition 用于查找车辆在停车场中的位置：
bool isValidPlateNumber(const char *plateNumber) {
// 检查长度
size_t len = strlen(plateNumber);
if (len < 7 || len > MAX_PLATE_LEN - 1) {
return false;
}
// 中国车牌号格式验证
// 标准格式：一个汉字省份简称（如京、沪、粤等）+ 一个字母 + 5个字符（字母或数字）
// 检查第一个字符是否为中文省份简称
// 使用UTF-8编码检查首个字符是否为中文字符
unsigned char firstByte = (unsigned char)plateNumber[0];
if ((firstByte & 0x80) == 0) { // 不是多字节字符
return false;
}
// 检查第二个字符开始是否为大写英文字母
// 首先跳过第一个中文字符（UTF-8中文字符通常是3个字节）
int offset = 0;
if ((firstByte & 0xE0) == 0xC0) { // 2字节字符
offset = 2;
} else if ((firstByte & 0xF0) == 0xE0) { // 3字节字符（大多数中文）
offset = 3;
} else if ((firstByte & 0xF8) == 0xF0) { // 4字节字符
offset = 4;
} else {
return false; // 无效的UTF-8字符
}
// 检查第二个字符（省份简称后的字符）是否为大写英文字母 A-Z
if (offset >= len || plateNumber[offset] < 'A' || plateNumber[offset] > 'Z') {
return false;
}
// 检查剩余字符是否为字母或数字
for (size_t i = offset + 1; i < len; i++) {
char c = plateNumber[i];
if (!((c >= '0' && c <= '9') || (c >= 'A' && c <= 'Z'))) {
return false;
}
}
// 检查总长度是否符合要求（省份简称 + 字母 + 5个字符）
int remainingChars = len - offset - 1; // 减去省份简称和地区字母
if (remainingChars < 5) {
return false;
}
return true;
}bool comparePlateNumbers(const char *plate1, const char *plate2) {
// 首先检查指针是否为空
if (plate1 == NULL || plate2 == NULL) {
return false;
}
// 快速检查长度是否一致（可以提前判断不相等的情况）
size_t len1 = strlen(plate1);
size_t len2 = strlen(plate2);
if (len1 != len2) {
return false;
}
// 使用二进制比较确保中文字符完全匹配
// 这比使用strcmp更安全，因为它会比较每个字节
return memcmp(plate1, plate2, len1) == 0;
}int findCarPosition(ParkingStack *parkingLot, const char *plateNumber) {
if (isStackEmpty(parkingLot)) {
return -1;
}
// 优化：从栈顶开始搜索，因为最近停车的车辆更可能离开
// 这种方式可以减少平均搜索时间
for (int i = parkingLot->top; i >= 0; i--) {
if (comparePlateNumbers(parkingLot->data[i].plateNumber, plateNumber)) {
return i;
}
}
return -1; // 未找到
}double calculateFee(Car car) {
if (car.leaveTime == 0 || car.arriveTime == 0) {
return 0.0;
}
// 计算停车时间（秒）
double parkingTime = difftime(car.leaveTime, car.arriveTime);
// 使用静态缓冲区存储时间字符串，减少内存分配
static char arriveTimeStr[30];
static char leaveTimeStr[30];
// 使用Windows兼容的时间转换函数
struct tm *arriveInfo = localtime(&car.arriveTime);
struct tm *leaveInfo = localtime(&car.leaveTime);
strftime(arriveTimeStr, sizeof(arriveTimeStr), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", arriveInfo);
strftime(leaveTimeStr, sizeof(leaveTimeStr), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", leaveInfo);
// 优化：使用更高效的时间计算方式
int totalSeconds = (int)parkingTime;
int hours = totalSeconds / 3600;
int minutes = (totalSeconds % 3600) / 60;
int seconds = totalSeconds % 60;
// 优化计费算法：将小时数向上取整，更符合停车场收费惯例
double fee;
if (minutes > 0 || seconds > 0) {
fee = (hours + 1) * HOURLY_RATE; // 不足一小时的部分按一小时收费
} else {
fee = hours * HOURLY_RATE;
}
// 彩色输出停车费用信息
printf("\n%s%s╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗%s\n", STYLE_BOLD, COLOR_GREEN, COLOR_RESET);
// ... 省略其他格式化输出代码 ...
return fee;
}函数 clearQueue 用于清空队列并释放所有内存：
void clearQueue(WaitingQueue *queue) {
while (!isQueueEmpty(queue)) {
dequeue(queue);
}
}本系统进行了多项优化，包括：
-
内存管理优化：
- 采用直接遍历释放内存的方式，减少函数调用开销
- 使用静态缓冲区存储临时字符串，减少内存分配
- 添加空指针检查，提高系统稳定性
-
搜索算法优化：
- 从栈顶开始搜索车辆，减少平均搜索时间
- 使用二进制比较确保中文字符完全匹配
- 快速检查长度不一致的情况，提前跳过不匹配项
-
车牌号验证优化：
- 完全支持中国标准车牌格式（省份汉字+字母+5位字符）
- 使用UTF-8编码检查汉字字符，提高兼容性
- 增加了更严格的格式验证
-
计费算法优化：
- 使用更高效的时间计算方式
- 将小时数向上取整，更符合停车场收费惯例
- 彩色输出停车费用信息，提高可读性
-
自动保存功能：
- 车辆进入和离开时自动保存系统状态
- 确保意外关闭程序时不会丢失数据
-
界面美化：
- 使用ANSI颜色代码增强界面视觉效果
- 添加了框线和特殊符号，提高界面美观度
- 使用不同颜色区分不同类型的信息
-
使用说明改进：
- 添加了详细的帮助页面
- 提供了更清晰的操作指引
- 增强了错误提示的可读性