问题描述与题目要求
问题描述： 假定某民航有M个航次的班机，每个航次都只到达一个地方。试为该机场售票处设计一个自动订票和退票系统，要求系统具有以下功能：
（1） 订票：若该航次余票大于等于乘客订票数，则在该航次的乘客表中，插入订票乘客的信息项，并修改该航次有关数据，否则给出相应信息。
（2） 退票：若该航次当前退票数小于等于乘客原订票数，则在相应的乘客表中找到该乘客项，修改该航次及乘客表中有关数据；当某乘客由于退票使订票数为零时，则从乘客表中撤消该数据项。
要求：
（1）描述对航次表和乘客表选用的数据结构。
（2）编程实现飞机票订票和退票系统。
模型假设
1.假设所有输入均为整数且在int类型的表示范围内
2.假设航次是从1到n的连续整数
3.假设每个乘客 ID 均唯一
数据结构的选用
联想到图中的邻接链表，采用相似的数据结构描述该问题
航次表： 用一个数组flight_info_list存储每个航次的乘客表，该数组下标即为航班航次，对应元素即为该航次相关信息（乘客表，航班编号及航班余票数）
乘客表： 用双向链表存储每个航次的乘客表passenger_info_list，每个结点存储乘客的 ID，订票数以及指向前、后结点的指针
编程实现(C语言实现)
/*
* @Description: 模拟航班的订票系统
* 模型假设:
* 1. 飞机最大载客量为300人
* 2. 共10个航次
* 用双向链表存储乘客信息
* 用array存储航班信息
* @Author: Fishermanykx
* @Date: 2019-09-29 10:32:56
* @LastEditors: Fishermanykx
* @LastEditTime: 2019-09-30 12:29:16
*/
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_CAPACITY 300 // 假定飞机最大载客量为300
#define TOTAL_AIRLINE 10 // 假定不同航线最大数目为10
#define BOOK_TICKET 1
#define REFUND -1
#define EXIT_SYSTEM 0
#define PRINT_INFO 11
#define ROOT 123456
// 某航次航班
struct SingleFlight {
int flight_id; // 航班编号，从1开始，到TOTAL_AIRLINE为止
int remain_tickets; // 该航班余票数
struct SinglePassenger* passenger_info_list; // 该航班乘客表
};
// 某航次航班的某个乘客的信息
struct PassengerInfo {
int passenger_id; // 乘客id
int ticket_number; // 该乘客购买票数
};
// 乘客表中的一个结点
struct SinglePassenger {
struct PassengerInfo passenger_info; // 乘客信息
struct SinglePassenger* prev_passenger; // 指向前一个乘客的指针
struct SinglePassenger* next_passenger; // 指向后一个乘客的指针
};
typedef struct SingleFlight SingleFlight;
typedef struct SinglePassenger SinglePassenger;
// 订票操作
SingleFlight* BookTicket(SingleFlight flight_info_list[]);
SinglePassenger* GetNewPassenger(const int new_passenger_id,
const int book_ticket_number);
SinglePassenger* AddNewPassenger(SinglePassenger* head,
const int new_passenger_id,
const int book_ticket_number);
// 退票操作
SingleFlight* Refund(SingleFlight flight_info_list[]);
SinglePassenger* RemovePassenger(SinglePassenger* head, const int passenger_id);
// 判断操作
bool IsPassengerExist(SinglePassenger* head, const int passenger_id);
// 打印操作
void PrintCurrentAirlineInfo(SingleFlight flight_info_list[]);
void PrintPassengerList(SinglePassenger* head, SingleFlight* flight_info_list,
int airline_id);
int main(void) {
int order, exit_loop = 1;
// 初始化航班信息
SingleFlight* flight_info_list;
flight_info_list =
(SingleFlight*)malloc(TOTAL_AIRLINE * sizeof(SingleFlight));
for (int i = 0; i < TOTAL_AIRLINE; ++i) {
flight_info_list[i].flight_id = i + 1;
flight_info_list[i].remain_tickets = MAX_CAPACITY;
flight_info_list[i].passenger_info_list = NULL;
}
/* 登录界面 */
printf("您好，欢迎使用此系统！\n\n");
printf("使用说明：\n");
printf("1. 本程序所有输入均为整数\n");
printf("2. 可供选择的航次编号为1-%d, 每架次最大载客量为%d\n", TOTAL_AIRLINE,
MAX_CAPACITY);
printf(
"3. 若订票，请输入1；若退票，请输入-1；若退出系统，请输入0; "
"若要以root用户登录，请输入root密码\n");
printf("使用说明到此结束，祝您使用愉快！\n");
// 判断是否以root登录
int log_in_as_root, root_key;
bool is_root = false;
printf("-------------------------------------------------------------\n\n");
printf("是否以root用户登录？若是，请输入1，否则请输入0:");
scanf("%d", &log_in_as_root);
if (log_in_as_root) printf("请输入root密码(按0退出root登录程序)：");
while (log_in_as_root) {
scanf("%d", &root_key);
if (!root_key) {
break;
} else if (root_key != ROOT) {
printf("输入密码错误！请重新输入或按0退出root登录程序：");
} else {
is_root = true;
break;
}
}
// 欢迎界面
if (is_root)
printf("欢迎，root用户！输入11可查看当前航次表\n");
else
printf("欢迎，普通用户！\n");
printf("-------------------------------------------------------------\n");
// 主循环
while (true) {
if (is_root)
printf("请输入1, 0, -1或11中的一个数字: ");
else
printf("请输入1, 0, -1中的一个数字: ");
scanf("%d", &order);
switch (order) {
case BOOK_TICKET:
flight_info_list = BookTicket(flight_info_list);
break;
case REFUND:
flight_info_list = Refund(flight_info_list);
break;
case EXIT_SYSTEM:
exit_loop = 0;
break;
case PRINT_INFO:
printf(
"-------------------------------------------------------------\n");
PrintCurrentAirlineInfo(flight_info_list);
break;
default:
printf("非法输入！\n");
break;
}
if (!exit_loop) break;
}
return 0;
}
/**
* @description: 一次订票操作的模拟
* @param {type}
* flight_info_list {SingleFlight *}: 航班信息表(航次表)
* @return:
*/
SingleFlight* BookTicket(SingleFlight flight_info_list[]) {
/* 获取乘客预定航次 */
int target_airline;
printf("可供选择的航次对应的编号为: 1 - %d\n", TOTAL_AIRLINE);
printf("请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): ");
// 判断输入合法性
while (true) {
scanf("%d", &target_airline);
if (target_airline < 0 || target_airline > TOTAL_AIRLINE) {
printf("您要预定的航次不存在！\n");
printf("请重新输入一个正确的航次，或按0退出订票程序：");
} else if (target_airline == 0) {
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
} else
break;
}
/* 获取乘客id */
int passenger_id;
int modify_tickets;
printf("若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: ");
// 判断输入合法性
while (true) {
scanf("%d", &modify_tickets);
if (modify_tickets != 1 && modify_tickets != 0) {
printf("您输入的是非法命令，请重新输入0(原先未订票)或1(原先已经订票)：");
} else
break;
}
printf("请输入您的ID: ");
// 若原先未订票
while (!modify_tickets) {
scanf("%d", &passenger_id);
if (IsPassengerExist(
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list,
passenger_id)) {
printf("该ID已存在，请输入一个新的ID: ");
} else
break;
}
// 若原先已经订票
if (modify_tickets) {
scanf("%d", &passenger_id);
if (!IsPassengerExist(
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list,
passenger_id)) {
printf("您原先并未预订该航次的票！\n");
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
}
}
/* 获取乘客预定票数 */
// 获取当前航次余票数
int remain_tickets;
remain_tickets = flight_info_list[target_airline - 1].remain_tickets;
printf("当前航次余票数为: %d\n", remain_tickets);
// 若该乘客想修改票数，显示此乘客此前预订的票数
if (modify_tickets) {
SinglePassenger* head =
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list;
while (head->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
head = head->next_passenger;
}
printf("您此前预订的票数为%d张\n", head->passenger_info.ticket_number);
}
// 获取乘客想预定的票数
int target_ticket_num;
printf("请输入您想预定(或增订)的票数: ");
// 判断输入合法性
while (true) {
scanf("%d", &target_ticket_num);
if (target_ticket_num > remain_tickets) {
printf("您想预定的票数为%d, 但当前航次余票数仅为%d, 余票不足！\n",
target_ticket_num, remain_tickets);
printf("请输入您想预定的票数，或按0退出订票程序: ");
} else if (target_ticket_num == 0) {
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
} else {
break;
}
}
/* 修改航次余票数 */
flight_info_list[target_airline - 1].remain_tickets -= target_ticket_num;
/* 修改乘客表中对应的项 */
// 判断该乘客原先是否存在
if (modify_tickets) {
// 若存在，找到该乘客并修改他的订票项
SinglePassenger* tmp =
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list;
while (tmp->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
tmp = tmp->next_passenger;
}
tmp->passenger_info.ticket_number += target_ticket_num;
printf("增订成功！您现在共预订%d张航次%d的票\n",
tmp->passenger_info.ticket_number, target_airline);
} else {
// 若不存在，则在该航次的乘客列表中增加该乘客及其对应信息
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list = AddNewPassenger(
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list, passenger_id,
target_ticket_num);
printf("预订成功！您现在共预订%d张航次%d的票\n", target_ticket_num,
target_airline);
}
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
}
/**
* @description: 查找乘客表(双向链表)中某乘客是否存在
* @param {type}
* head {SinglePassenger*}: 双向链表头结点
* passenger_id {const int}: 待查找的键值
* @return: 若存在，返回true；否则返回false
*/
bool IsPassengerExist(SinglePassenger* head, const int passenger_id) {
SinglePassenger* tmp = head;
bool exist = false;
if (!head) {
return false;
}
while (tmp) {
if (tmp->passenger_info.passenger_id == passenger_id) {
exist = true;
break;
}
tmp = tmp->next_passenger;
}
return exist;
}
/**
* @description: 初始化一个新结点
* @param {type}
* new_passenger_id {const int}: 新增加的乘客的id
* book_ticket_number {const int}: 新增加乘客的订票数
* @return: 初始化后的结点(前驱，后继均为空指针)
*/
SinglePassenger* GetNewPassenger(const int new_passenger_id,
const int book_ticket_number) {
SinglePassenger* new_passenger =
(SinglePassenger*)malloc(sizeof(SinglePassenger));
new_passenger->passenger_info.passenger_id = new_passenger_id;
new_passenger->passenger_info.ticket_number = book_ticket_number;
new_passenger->next_passenger = NULL;
new_passenger->prev_passenger = NULL;
return new_passenger;
}
SinglePassenger* AddNewPassenger(SinglePassenger* head,
const int new_passenger_id,
const int book_ticket_number) {
SinglePassenger* new_passenger =
GetNewPassenger(new_passenger_id, book_ticket_number);
if (!head) {
head = new_passenger;
} else {
// 直接从头部插入
new_passenger->next_passenger = head->next_passenger;
if (head->next_passenger) {
head->next_passenger->prev_passenger = new_passenger;
}
new_passenger->prev_passenger = head;
head->next_passenger = new_passenger;
}
return head;
}
/**
* @description: 一次退票操作的模拟
* @param {type}
* flight_info_list {SingleFlight *}: 航次表
* @return: 修改后的航次表
*/
SingleFlight* Refund(SingleFlight flight_info_list[]) {
/* 获取乘客预定航次 */
int target_airline;
printf("可供选择的航次对应的编号为: 1 - %d\n", TOTAL_AIRLINE);
printf("请输入您想退订的航次(输入0时退出订票程序): ");
// 判断输入合法性
while (true) {
scanf("%d", &target_airline);
if (target_airline < 0 || target_airline > TOTAL_AIRLINE) {
printf("您要退订的航次不存在！\n");
printf("请重新输入一个正确的航次，或按0退出退票程序：");
} else if (target_airline == 0) {
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
} else
break;
}
/* 获取乘客ID并判断其合法性 */
int passenger_id;
printf("请输入您的ID: ");
scanf("%d", &passenger_id);
SinglePassenger* head =
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list;
if (!IsPassengerExist(head, passenger_id)) {
printf("您并未预订此次航班！\n");
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
}
/* 获取乘客退票数 */
// 打印此乘客的预订票数
SinglePassenger* tmp = head;
while (tmp->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
tmp = tmp->next_passenger;
}
printf("您当前预订的票数为: %d张\n", tmp->passenger_info.ticket_number);
// 读入退票数
int refund_ticket_num;
printf("请输入您的退票数(输入0退出退票程序): ");
scanf("%d", &refund_ticket_num);
// 输入合法性检查
int cur_ticket = tmp->passenger_info.ticket_number; // 当前该乘客预订的票数
while (cur_ticket < refund_ticket_num) {
if (!refund_ticket_num) {
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
}
printf("您输入的退票数大于您当前预订的票数！");
printf("请重新输入退票数(输入0退出退票程序): ");
scanf("%d", &refund_ticket_num);
}
/* 退票 */
// 更新航次表
flight_info_list[target_airline - 1].remain_tickets += refund_ticket_num;
// 更新乘客表
if (cur_ticket > refund_ticket_num) {
tmp->passenger_info.ticket_number -= refund_ticket_num;
printf("您已成功退票，现在您%d航次的余票为%d张\n", target_airline,
tmp->passenger_info.ticket_number);
} else {
flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list =
RemovePassenger(head, passenger_id);
printf("您已成功退票，现在您%d航次的余票为%d张\n", target_airline, 0);
}
printf("-------------------------------------------------------------\n");
return flight_info_list;
}
/**
* @description: 从乘客表中删除某个结点
* @param {type}
* head {SinglePassenger *}: 乘客表
* passenger_id {const int}: 待删除乘客的id
* @return: 修改后的航次表
*/
SinglePassenger* RemovePassenger(SinglePassenger* head,
const int passenger_id) {
SinglePassenger* tmp = head;
while (tmp->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
tmp = tmp->next_passenger;
}
// 若为头结点
if (!tmp->prev_passenger) {
head = head->next_passenger;
}
// 若为尾结点
else if (!tmp->next_passenger) {
tmp->prev_passenger->next_passenger = NULL;
}
// 若为中间某个结点
else {
tmp->prev_passenger->next_passenger = tmp->next_passenger;
tmp->next_passenger->prev_passenger = tmp->prev_passenger;
}
return head;
}
/**
* @description: 输出当前航次表
* @param {type}
* flight_info_list {SingleFlight *}: 航班信息表(航次表)
* @return: void
*/
void PrintCurrentAirlineInfo(SingleFlight flight_info_list[]) {
for (int current_airline_index = 1; current_airline_index <= TOTAL_AIRLINE;
++current_airline_index) {
int remain_ticket_num =
flight_info_list[current_airline_index - 1].remain_tickets;
SinglePassenger* head =
flight_info_list[current_airline_index - 1].passenger_info_list;
// 输出
PrintPassengerList(head, flight_info_list, current_airline_index);
printf("-------------------------------------------------------------\n");
}
}
/**
* @description: 打印某航次的乘客表
* @param {type}
* head {SinglePassenger*}: 乘客表的头结点
* flight_info_list {SingleFlight *}: 航次表
* @return:
*/
void PrintPassengerList(SinglePassenger* head, SingleFlight* flight_info_list,
int airline_id) {
if (!head) {
printf("%d航次无乘客订票！\n", airline_id);
} else {
printf("%d航次余票数为: %d, 其中：\n", airline_id,
flight_info_list[airline_id - 1].remain_tickets);
}
while (head) {
printf("ID为%d的乘客订票数为%d张\n", head->passenger_info.passenger_id,
head->passenger_info.ticket_number);
head = head->next_passenger;
}
printf("\n");
}
实现亮点
1.每一步操作均有对非法输入的处理，最大限度上确保了程序运行的稳定性
2.区分root用户和普通用户，且只有root用户能够查看所有人的订票情况，从而保护了客户的隐私
3.使用双向链表存储乘客信息，一方面便于存取乘客的信息（定长数组分配的是栈内存，而栈内存小于堆内存，所以用链表进行存储更不容易造成内存溢出），另一方面降低了编程难度（既不需要实现对数组进行动态内存分配的一系列操作，又最大限度地降低了删除结点操作的复杂度）
实现缺点
1.只考虑了数字输入的情况，没有考虑字符及其他数据类型的输入
2.用链表存储导致不能随机访问，使查找操作复杂度始终为O(n) O(n)O(n)
运行结果
您好，欢迎使用此系统！ 使用说明： 1. 本程序所有输入均为整数 2. 可供选择的航次编号为1-10, 每架次最大载客量为300 3. 若订票，请输入1；若退票，请输入-1；若退出系统，请输入0; 若要以root用户登录，请输入root密码 使用说明到此结束，祝您使用愉快！ ------------------------------------------------------------- 是否以root用户登录？若是，请输入1，否则请输入0:1 请输入root密码(按0退出root登录程序)：123456 欢迎，root用户！输入11可查看当前航次表 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 1 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 0 请输入您的ID: 1 当前航次余票数为: 300 请输入您想预定(或增订)的票数: 12 预订成功！您现在共预订12张航次1的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 1 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 0 请输入您的ID: 2 当前航次余票数为: 288 请输入您想预定(或增订)的票数: 21 预订成功！您现在共预订21张航次1的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 1 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 0 请输入您的ID: 3 当前航次余票数为: 267 请输入您想预定(或增订)的票数: 32 预订成功！您现在共预订32张航次1的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 2 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 0 请输入您的ID: 32 当前航次余票数为: 300 请输入您想预定(或增订)的票数: 2 预订成功！您现在共预订2张航次2的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 10 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 0 请输入您的ID: 212 当前航次余票数为: 300 请输入您想预定(或增订)的票数: 123 预订成功！您现在共预订123张航次10的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 1 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 1 请输入您的ID: 1 当前航次余票数为: 235 您此前预订的票数为12张 请输入您想预定(或增订)的票数: -1 增订成功！您现在共预订11张航次1的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: -1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想退订的航次(输入0时退出订票程序): 1 请输入您的ID: 2 您当前预订的票数为: 21张 请输入您的退票数(输入0退出退票程序): 222 您输入的退票数大于您当前预订的票数！请重新输入退票数(输入0退出退票程序): 2 您已成功退票，现在您1航次的余票为19张 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想预定的航次(输入0时退出订票程序): 10 若您原先已经订票，且想增加您的订票数，请输入1，否则请输入0: 32 您输入的是非法命令，请重新输入0(原先未订票)或1(原先已经订票)：0 请输入您的ID: 322 当前航次余票数为: 177 请输入您想预定(或增订)的票数: 12 预订成功！您现在共预订12张航次10的票 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: -1 可供选择的航次对应的编号为: 1 - 10 请输入您想退订的航次(输入0时退出订票程序): 10 请输入您的ID: 212 您当前预订的票数为: 123张 请输入您的退票数(输入0退出退票程序): 123 您已成功退票，现在您10航次的余票为0张 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 11 ------------------------------------------------------------- 1航次余票数为: 238, 其中： ID为1的乘客订票数为11张 ID为3的乘客订票数为32张 ID为2的乘客订票数为19张 ------------------------------------------------------------- 2航次余票数为: 298, 其中： ID为32的乘客订票数为2张 ------------------------------------------------------------- 3航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 4航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 5航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 6航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 7航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 8航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 9航次无乘客订票！ ------------------------------------------------------------- 10航次余票数为: 288, 其中： ID为322的乘客订票数为12张 ------------------------------------------------------------- 请输入1, 0, -1或11中的一个数字: 0
注：普通用户不能执行查看所有乘客信息的操作，只能查看自己的购票信息
更多学习资料请关注专题《管理系统开发》。
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