数据结构课程设计选做（三）---公共钥匙盒（线性表，栈，队列）

2.3.1 题目内容

2.3.1-A [问题描述]

有一个学校的老师共用N个教室，按照规定，所有的钥匙都必须放在公共钥匙盒里，老师不能带钥匙回家。每次老师上课前，都从公共钥匙盒里找到自己上课的教室的钥匙去开门，上完课后，再将钥匙放回到钥匙盒中。

钥匙盒一共有N个挂钩，从左到右排成一排，用来挂N个教室的钥匙。一串钥匙没有固定的悬挂位置，但钥匙上有标识，所以老师们不会弄混钥匙。

每次取钥匙的时候，老师们都会找到自己所需要的钥匙将其取走，而不会移动其他钥匙。每次还钥匙的时候，还钥匙的老师会找到最左边的空的挂钩，将钥匙挂在这个挂钩上。如果有多位老师还钥匙，则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙，则老师们会先将钥匙全还回去再取出。

今天开始的时候钥匙是按编号从小到大的顺序放在钥匙盒里的。有K位老师要上课，给出每位老师所需要的钥匙、开始上课的时间和上课的时长，假设下课时间就是还钥匙时间，请问最终钥匙盒里面钥匙的顺序是怎样的？

2.3.1-B [基本要求]

（1）输入格式：

输入的第一行包含两个整数N, K。

接下来K行，每行三个整数w, s, c，分别表示一位老师要使用的钥匙编号、开始上

课的时间和上课的时长。可能有多位老师使用同一把钥匙，但是老师使用钥匙的时间

不会重叠。

保证输入数据满足输入格式，你不用检查数据合法性。

（2）输出格式：

输出一行，包含N个整数，相邻整数间用一个空格分隔，依次表示每个挂钩上挂的

钥匙编号。

样例输入

5 2

4 3 3

2 2 7

样例输出

1 4 3 2 5

样例说明

　　第一位老师从时刻3开始使用4号教室的钥匙，使用3单位时间，所以在时刻6还钥匙。第二位老师从时刻2开始使用钥匙，使用7单位时间，所以在时刻9还钥匙。

　　每个关键时刻后的钥匙状态如下（X表示空）：

　　时刻2后为1X345；

　　时刻3后为1X3X5；

　　时刻6后为143X5；

　　时刻9后为14325。

课程设计要求：

（1）要求从文本文件中输入；

（2）根据时间进程，将取走钥匙和归还钥匙分别视为事件，放入队列中，然后通过每个事件的先后发生对钥匙盒的状态进行变更；

（3）严格按照要求的输入输出格式进行数据的输入、输出（训练CSP考试中的格式化输入输出的正确性）；

（4）选做：通过图形界面来显示钥匙盒的即时状态，以及事件队列的状态。

2.3.2 算法思想

定义了一个结构体 Node，用于存储借还钥匙的信息，包括钥匙编号、时间和借还标识。

自定义了一个比较函数 cmp，用于对借还钥匙的信息进行排序。排序的规则是首先按时间早的优先，然后是还钥匙优先，最后是编号小的优先。从文件中读取钥匙盒大小 N 和操作次数 K。

初始化了一个数组 num，用于存储钥匙盒中的钥匙情况，下标表示钥匙位置，值表示钥匙编号。通过循环，读取每次操作的借还钥匙信息，并将这些信息存储在结构体数组 node 中，同时对应的操作次数进行递减。对存储的借还钥匙信息进行排序，排序规则使用了自定义的比较函数 cmp。遍历排序后的借还钥匙信息，根据借还标识将钥匙放入或取出钥匙盒中的对应位置。最后输出最终的钥匙盒情况。

2.3.3 源代码 [共87行]

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<fstream>
using namespace std;int num[1005]; // 用于存储钥匙盒中的钥匙情况，下标表示钥匙位置，值表示钥匙编号struct Node
{int key; // 钥匙编号int time; // 时间int sign; // 借还标识，借为0，还为1
} node[20002]; // 存储借还钥匙的信息// 自定义比较函数，用于排序
bool cmp(Node a, Node b)
{if(a.time != b.time)return a.time < b.time; // 时间早的优先else{if(a.sign != b.sign) return a.sign > b.sign; // 还优先else return a.key < b.key; // 编号小优先}
}int main()
{ifstream a;a.open("data.txt",ios::in);if(a.eof()){cout<<"打开文件失败!"<<endl;a.close();exit(0);}int N, K;a>> N >> K; // 输入钥匙盒大小和操作次数for(int i = 1; i <= N; i++) num[i] = i; // 初始化钥匙盒int n = 0;while(K--){int w,s,c;//cin >> w >> s >> c; // 输入借还钥匙的信息a>>w>>s>>c;// 存储借钥匙的信息node[n].key = w;node[n].time = s;node[n++].sign = 0;//0代表借 // 存储还钥匙的信息node[n].key = w;node[n].time = s + c;node[n++].sign = 1;//1代表还 }sort(node, node + n, cmp); // 对借还钥匙的信息进行排序for(int i = 0; i < n; i++){if(node[i].sign){ // 还钥匙for(int j = 1; j <= N; j++){if(!num[j]){num[j] = node[i].key; // 找到空位，放入还的钥匙break;}    }   }else{ // 借钥匙for(int j = 1; j <= N; j++){if(num[j] == node[i].key)num[j] = 0; // 找到对应的钥匙，置为空位}   } }for(int i = 1; i <= N; i++)cout << num[i] << " "; // 输出最终的钥匙盒情况a.close();return 0;
}