數據結構——隊列（銀行叫號系統）

一、實驗目的

（1）掌握隊列的鏈式存儲結構

（2）掌握隊列的基本操作，并能進行應用實踐

（3）使用C/C++語言和隊列實現”銀行叫號系統“專題

二、實驗任務

設計一個控制臺程序，模擬銀行排隊業務，要求實現功能：

（1）輸出程序界面，提示客戶輸入銀行窗口數量和開放窗口時間

（2）客戶隨機時間進入銀行，程序在事件表中記錄客戶進入時間和離開時間，并將客戶排入窗口隊列，辦理完業務后退出隊列
（3）窗口開放時間結束，客戶停止進入銀行，直到所有客戶退出隊列之后計算出客戶的平均服務時間

三、實驗代碼

1.事件列表
1）定義事件結點

typedef struct Event//定義事件結點 {int occurTime;//發生時刻int type;//事件類型：0表示顧客到達；1~N表示顧客從N號窗口離開struct Event *next; }Event,*EventList;

2）初始化事件鏈表

int InitList(EventList* pList)//初始化事件鏈表 {*pList=(Event*)malloc(sizeof(Event));if(*pList==NULL){printf("分配內存失敗\n");exit(-1);}(*pList)->next=NULL;return OK; }

3）插入元素

int OrderInsert(EventList pList,Event sEvent)//插入元素 {Event *pAfter,*pBefore;//臨時變量，用于在鏈表中插入結點pAfter=pList;pBefore=pList->next;while(pAfter!=NULL && sEvent.occurTime>pAfter->occurTime)//比較事件發生的時間{pBefore=pAfter;pAfter=pAfter->next;}pBefore->next=(Event*)malloc(sizeof(Event));//創建一個新的結點，掛在Before和After兩個結點中間pBefore->next->occurTime=sEvent.occurTime;//對新結點賦值pBefore->next->type=sEvent.type;pBefore->next->next=pAfter;return OK; }

4）判斷鏈表是否為空

int EmptyList(EventList pList)//判斷鏈表是否為空 {if(pList->next==NULL)return TRUE;elsereturn FALSE; }

5）刪除首結點

int DelFirst(EventList pList,Event *pEvent)//刪除首結點 {Event *pTmp;if(EmptyList(pList)){printf("鏈表為空");return ERROR;}else {pTmp=pList->next;//刪除鏈表首結點pList->next=pTmp->next;*pEvent=*pTmp;//保存數值free(pTmp);//釋放內存return OK;} }

6）遍歷鏈表

int ListTraverse(EventList pList)//遍歷鏈表 {Event *pTmp;pTmp=pList;while(pTmp->next!=NULL){pTmp=pTmp->next;if(pTmp->type==0)printf("第%d分鐘，下一名客戶即將到來。\n",pTmp->occurTime);elseprintf("第%d分鐘，%d號窗口的客戶即將離開。\n",pTmp->occurTime,pTmp->type);}printf("\n");return OK; }

2.鏈式隊列
1）定義鏈式隊列數據結構

typedef struct QElemType{//定義鏈式隊列數據結構int arriveTime;//到達時間int duration;//持續時間struct QElemType *next; }QElemType; typedef struct LinkedQueue{QElemType *front;//頭指針QElemType *rear;//尾指針 }LinkedQueue;

2）初始化隊列

int InitQueue(LinkedQueue *pQueue)//初始化隊列 {pQueue->front=pQueue->rear=(QElemType*)malloc(sizeof(QElemType));//分配內存if(pQueue->front==NULL){printf("分配內存失敗\n");exit(-1);}pQueue->front->next=NULL;return OK; }

3）判斷鏈表是否為空

int EmptyQueue(LinkedQueue *pQueue)//判斷鏈表是否為空 {if(pQueue->front==pQueue->rear)return TRUE;else return FALSE; }

4）首結點出隊

int DelQueue(LinkedQueue *pQueue,QElemType *pQElem)//首結點出隊 {QElemType *pTmp;//臨時結點指針if(EmptyQueue(pQueue)){printf("隊列為空，不能繼續出隊列\n");return ERROR;}else {//指向首結點后一個元素，并復制給pQElempTmp=pQueue->front->next;*pQElem=*pTmp;pQueue->front->next=pTmp->next;//刪除這個結點if(pQueue->rear==pTmp)pQueue->rear=pQueue->front;free(pTmp);return OK;} }

5）結點入隊

int EnQueue(LinkedQueue *pQueue,QElemType sQElem)//結點入隊 {QElemType *pTmp;//臨時結點指針pTmp=(QElemType*)malloc(sizeof(QElemType));if(pTmp==NULL){printf("內存分配失敗\n");exit(-1);}else {//尾結點指向新入隊的元素*pTmp=sQElem;pTmp->next=NULL;pQueue->rear->next=pTmp;pQueue->rear=pTmp;}return OK; }

6）獲取隊列長度

int QueueLength(LinkedQueue *pQueue)//獲取隊列長度 {QElemType *pTmp;//臨時結點指針int count=0;//遍歷鏈表，統計結點數pTmp=pQueue->front->next;//隊列第一個結點while(pTmp!=NULL){count++;pTmp=pTmp->next;}return count; }

7）獲取隊列首結點

int GetHead(LinkedQueue *pQueue,QElemType *pQElem)//獲取隊列首結點 {if(EmptyQueue(pQueue)){printf("隊列為空");return ERROR;}*pQElem=*(pQueue->front->next);return OK; }

8）遍歷隊列

int QueueTraverse(LinkedQueue *pQueue)//遍歷隊列 {QElemType *pTmp;//臨時結點指針if(EmptyQueue(pQueue)){printf("隊列為空\n");return ERROR;}pTmp=pQueue->front->next;//隊列第一個結點while(pTmp!=NULL){printf(">[到達時刻：第%d分鐘，服務時長：%d分鐘]\n",pTmp->arriveTime,pTmp->duration);pTmp=pTmp->next;}printf("\n");return OK; }

3.主要業務功能
1）定義全局變量

#define MAXSIZE 20//銀行服務窗口最大數量 int gWindowsNum;//銀行服務窗口數 int gCustomerNum;//客戶總人數 int gTotalTime;//總服務時間 int gCloseTime;//銀行關閉時間 EventList gEventList;//事件列表 Event gEvent;//事件 LinkedQueue gQueue[MAXSIZE];//隊列數組 QElemType gCustomer;//隊列結點

2）初始化數據

void Initialize( )//初始化數據 {int i;gTotalTime=0;gCustomerNum=0;InitList(&gEventList);//初始化事件列表printf("請輸入銀行服務窗口個數(1~20):");//服務窗口個數scanf("%d",&gWindowsNum);while (gWindowsNum<1 || gWindowsNum>MAXSIZE){printf("請輸入1到%d之間的整數：",MAXSIZE);scanf("%d",&gWindowsNum);}printf("\n請輸入服務關閉時間（超過這個時間就不在接納新顧客）（單位：分鐘）：");//服務關閉時間scanf("%d",&gCloseTime);while(gCloseTime<1){printf("請輸入大于零的整數:");scanf("%d",&gCloseTime);}for(i=0;i<gWindowsNum;i++)//為每個窗口建立一個空隊列{InitQueue(&gQueue[i]);} }

3）處理客戶到達事件

int ShortestQueue( );void CustomerArrived()//處理客戶到達事件 {QElemType sQElem;Event sEvent;int index;//排隊人數最少的窗口編號int arrivetime;//客戶到達時間int duration;//業務辦理時間printf("當前時刻：第%d分鐘\n", gEvent.occurTime);//顧客到達的時間，在上一位顧客之后1~5分鐘arrivetime = gEvent.occurTime+ rand() % 5 + 1;duration = rand() % 21 + 10;//辦理業務時間為10~30分鐘if (arrivetime < gCloseTime)//服務尚未關閉{gCustomerNum++;//新顧客到達事件sEvent.occurTime = arrivetime;sEvent.type = 0;OrderInsert(gEventList, sEvent);//顧客進入人數最少的窗口排隊sQElem.arriveTime = gEvent.occurTime;//入隊時刻sQElem.duration = duration;//辦理業務時間index = ShortestQueue();EnQueue(&gQueue[index], sQElem);//入列//如果恰好排在了隊首，預定離開事件if (QueueLength(&gQueue[index]) == 1){//記錄顧客從第index+1號號窗口離開（因為索引從0開始）sEvent.occurTime =gEvent.occurTime + duration;sEvent.type = index + 1;OrderInsert(gEventList, sEvent);}}else//銀行排隊服務關閉，不再接受新客戶printf("\n排隊服務以關閉，不再接受新客戶！\n"); }

4）處理顧客離開事件

void CustomerLeaved( )//處理顧客離開事件 {Event sEvent;int index=gEvent.type-1;//隊列編號為窗口編號-1DelQueue(&gQueue[index],&gCustomer);//刪除隊首結點printf("\n顧客離開時間：第%d分鐘。",gEvent.occurTime);gTotalTime+=gCustomer.duration;//記錄服務時間//如果隊列不為空，則預定下一位顧客從第index+1號窗口離開if(!EmptyQueue(&gQueue[index])){GetHead(&gQueue[index],&gCustomer);//獲得下一位顧客//記錄離開事件sEvent.occurTime=gEvent.occurTime+gCustomer.duration;sEvent.type=index+1;OrderInsert(gEventList,sEvent);} }

5）獲取最短隊列的編號

int ShortestQueue( )//獲取最短隊列的編號 {int i=0;int min=9999;//最短隊列的長度int index=-1;//最短隊列的編號int length=0;//遍歷各個窗口，比較哪個窗口排隊的人最少for(i=0;i<gWindowsNum;i++){length=QueueLength(&gQueue[i]);if(min>length){min=length;index=i;}}return index; }

6）顯示當前窗口隊列

void PrintQueue( )//顯示當前窗口隊列 {int i;printf("\n窗口排隊狀態：\n");for(i=0;i<gWindowsNum;i++){printf("%d號窗口：\n",i+1);QueueTraverse(&gQueue[i]);}printf("\n"); }

7）顯示當前時間表

void PrintEventList( )//顯示當前時間表 {printf("\n事件表狀態：\n");ListTraverse(gEventList); }

8）銀行排隊模擬

void BankSimulation( )//銀行排隊模擬 {//隨機數發生器，用于模擬隨機客戶排隊事件//根據當前系統時間初始化隨機種子srand( (unsigned)time(NULL));//準備開業Initialize( );//第一個顧客到來gEvent.occurTime=0;gEvent.type=0;OrderInsert(gEventList,gEvent);//處理排隊列表while(!EmptyList(gEventList)){DelFirst(gEventList,&gEvent);//處理顧客事件if(gEvent.type==0)CustomerArrived( );elseCustomerLeaved( );//顯示當前事件列表，以及排隊情況PrintEventList( );PrintQueue( );//暫停一會，便于觀察輸出內容system("PAUSE");printf("\n");}//平均服務時間printf("\n");printf("客戶平均服務時間：%f分鐘\n",(float)gTotalTime/gCustomerNum);system("PAUSE"); }

4.主函數入口

#include<stdio.h> #include<malloc.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OVERFLOW -2 int main( )//主函數入口 {BankSimulation( );return 0; }

5.程序運行截圖


**~~本 蒟蒻 發布的第一篇文章，貼代碼不易，復制后別忘了 點贊哦 （@W@）！,蟹蟹啦！*

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构——队列（银行叫号系统）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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