問題描述與題目要求

問題描述： 假定某民航有M個航次的班機，每個航次都只到達一個地方。試為該機場售票處設計一個自動訂票和退票系統，要求系統具有以下功能：
（1）訂票：若該航次餘票大於等於乘客訂票數，則在該航次的乘客表中，插入訂票乘客的資訊項，並修改該航次有關資料，否則給出相應資訊。
（2）退票：若該航次當前退票數小於等於乘客原訂票數，則在相應的乘客表中找到該乘客項，修改該航次及乘客表中有關資料；當某乘客由於退票使訂票數為零時，則從乘客表中撤消該資料項。

要求：

（1）描述對航次表和乘客表選用的資料結構。
（2）程式設計實現飛機票訂票和退票系統。

模型假設

1.假設所有輸入均為整數且在int型別的表示範圍內

資料結構的選用

聯想到圖中的鄰接連結串列，採用相似的資料結構描述該問題
航次表： 用一個數組flight_info_list儲存每個航次的乘客表，該陣列下標即為航班航次，對應元素即為該航次相關資訊（乘客表，航班編號及航班餘票數）
乘客表： 用雙向連結串列儲存每個航次的乘客表passenger_info_list，每個結點儲存乘客的 ID，訂票數以及指向前、後結點的指標

程式設計實現(C語言實現)

/*
 * @Description: 模擬航班的訂票系統
 * 模型假設:
 *   1. 飛機最大載客量為300人
 *   2. 共10個航次
 * 用雙向連結串列儲存乘客資訊
 * 用array儲存航班資訊
 * @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 // 假定飛機最大載客量為300
#define TOTAL_AIRLINE 10 // 假定不同航線最大數目為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;    // 航班編號，從1開始，到TOTAL_AIRLINE為止
 int remain_tickets; // 該航班餘票數
 struct SinglePassenger* passenger_info_list; // 該航班乘客表
};

// 某航次航班的某個乘客的資訊
struct PassengerInfo {
 int passenger_id;  // 乘客id
 int ticket_number; // 該乘客購買票數
};

// 乘客表中的一個結點
struct SinglePassenger {
 struct PassengerInfo passenger_info;   // 乘客資訊
 struct SinglePassenger* prev_passenger; // 指向前一個乘客的指標
 struct SinglePassenger* next_passenger; // 指向後一個乘客的指標
};

typedef struct SingleFlight SingleFlight;
typedef struct SinglePassenger SinglePassenger;

// 訂票操作
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);
// 判斷操作
bool IsPassengerExist(SinglePassenger* head,const int passenger_id);
// 列印操作
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;

 // 初始化航班資訊
 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;
 }

 /* 登入介面 */
 printf("您好，歡迎使用此係統！\n\n");
 printf("使用說明：\n");
 printf("1. 本程式所有輸入均為整數\n");
 printf("2. 可供選擇的航次編號為1-%d,每架次最大載客量為%d\n",TOTAL_AIRLINE,MAX_CAPACITY);
 printf(
   "3. 若訂票，請輸入1；若退票，請輸入-1；若退出系統，請輸入0; "
   "若要以root使用者登入，請輸入root密碼\n");
 printf("使用說明到此結束，祝您使用愉快！\n");

 // 判斷是否以root登入
 int log_in_as_root,root_key;
 bool is_root = false;

 printf("-------------------------------------------------------------\n\n");
 printf("是否以root使用者登入？若是，請輸入1，否則請輸入0:");
 scanf("%d",&log_in_as_root);

 if (log_in_as_root) printf("請輸入root密碼(按0退出root登入程式)：");
 while (log_in_as_root) {
  scanf("%d",&root_key);
  if (!root_key) {
   break;
  } else if (root_key != ROOT) {
   printf("輸入密碼錯誤！請重新輸入或按0退出root登入程式：");
  } else {
   is_root = true;
   break;
  }
 }
 // 歡迎介面
 if (is_root)
  printf("歡迎，root使用者！輸入11可檢視當前航次表\n");
 else
  printf("歡迎，普通使用者！\n");
 printf("-------------------------------------------------------------\n");

 // 主迴圈
 while (true) {
  if (is_root)
   printf("請輸入1,-1或11中的一個數字: ");
  else
   printf("請輸入1,-1中的一個數字: ");

  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("非法輸入！\n");
    break;
  }
  if (!exit_loop) break;
 }

 return 0;
}

/**
 * @description: 一次訂票操作的模擬
 * @param {type}
 * flight_info_list {SingleFlight *}: 航班資訊表(航次表)
 * @return:
 */
SingleFlight* BookTicket(SingleFlight flight_info_list[]) {
 /* 獲取乘客預定航次 */
 int target_airline;
 printf("可供選擇的航次對應的編號為: 1 - %d\n",TOTAL_AIRLINE);
 printf("請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): ");
 // 判斷輸入合法性
 while (true) {
  scanf("%d",&target_airline);
  if (target_airline < 0 || target_airline > TOTAL_AIRLINE) {
   printf("您要預定的航次不存在！\n");
   printf("請重新輸入一個正確的航次，或按0退出訂票程式：");
  } else if (target_airline == 0) {
   printf("-------------------------------------------------------------\n");
   return flight_info_list;
  } else
   break;
 }

 /* 獲取乘客id */
 int passenger_id;
 int modify_tickets;
 printf("若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: ");
 // 判斷輸入合法性
 while (true) {
  scanf("%d",&modify_tickets);
  if (modify_tickets != 1 && modify_tickets != 0) {
   printf("您輸入的是非法命令，請重新輸入0(原先未訂票)或1(原先已經訂票)：");
  } else
   break;
 }
 printf("請輸入您的ID: ");
 // 若原先未訂票
 while (!modify_tickets) {
  scanf("%d",&passenger_id);
  if (IsPassengerExist(
      flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list,passenger_id)) {
   printf("該ID已存在，請輸入一個新的ID: ");
  } else
   break;
 }
 // 若原先已經訂票
 if (modify_tickets) {
  scanf("%d",&passenger_id);
  if (!IsPassengerExist(
      flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list,passenger_id)) {
   printf("您原先並未預訂該航次的票！\n");
   printf("-------------------------------------------------------------\n");
   return flight_info_list;
  }
 }

 /* 獲取乘客預定票數 */
 // 獲取當前航次餘票數
 int remain_tickets;

 remain_tickets = flight_info_list[target_airline - 1].remain_tickets;
 printf("當前航次餘票數為: %d\n",remain_tickets);
 // 若該乘客想修改票數，顯示此乘客此前預訂的票數
 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("您此前預訂的票數為%d張\n",head->passenger_info.ticket_number);
 }
 // 獲取乘客想預定的票數
 int target_ticket_num;

 printf("請輸入您想預定(或增訂)的票數: ");
 // 判斷輸入合法性
 while (true) {
  scanf("%d",&target_ticket_num);
  if (target_ticket_num > remain_tickets) {
   printf("您想預定的票數為%d,但當前航次餘票數僅為%d,餘票不足！\n",target_ticket_num,remain_tickets);
   printf("請輸入您想預定的票數，或按0退出訂票程式: ");
  } else if (target_ticket_num == 0) {
   printf("-------------------------------------------------------------\n");
   return flight_info_list;
  } else {
   break;
  }
 }

 /* 修改航次餘票數 */
 flight_info_list[target_airline - 1].remain_tickets -= target_ticket_num;

 /* 修改乘客表中對應的項 */
 // 判斷該乘客原先是否存在
 if (modify_tickets) {
  // 若存在，找到該乘客並修改他的訂票項
  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("增訂成功！您現在共預訂%d張航次%d的票\n",tmp->passenger_info.ticket_number,target_airline);

 } else {
  // 若不存在，則在該航次的乘客列表中增加該乘客及其對應資訊
  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("預訂成功！您現在共預訂%d張航次%d的票\n",target_airline);
 }
 printf("-------------------------------------------------------------\n");

 return flight_info_list;
}

/**
 * @description: 查詢乘客表(雙向連結串列)中某乘客是否存在
 * @param {type}
 * head {SinglePassenger*}: 雙向連結串列頭結點
 * passenger_id {const int}: 待查詢的鍵值
 * @return: 若存在，返回true；否則返回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: 初始化一個新結點
 * @param {type}
 * new_passenger_id {const int}: 新增加的乘客的id
 * book_ticket_number {const int}: 新增加乘客的訂票數
 * @return: 初始化後的結點(前驅，後繼均為空指標)
 */
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 book_ticket_number) {
 SinglePassenger* new_passenger =
   GetNewPassenger(new_passenger_id,book_ticket_number);
 if (!head) {
  head = new_passenger;
 } else {
  // 直接從頭部插入
  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: 一次退票操作的模擬
 * @param {type}
 * flight_info_list {SingleFlight *}: 航次表
 * @return: 修改後的航次表
 */
SingleFlight* Refund(SingleFlight flight_info_list[]) {
 /* 獲取乘客預定航次 */
 int target_airline;

 printf("可供選擇的航次對應的編號為: 1 - %d\n",TOTAL_AIRLINE);
 printf("請輸入您想退訂的航次(輸入0時退出訂票程式): ");
 // 判斷輸入合法性
 while (true) {
  scanf("%d",&target_airline);
  if (target_airline < 0 || target_airline > TOTAL_AIRLINE) {
   printf("您要退訂的航次不存在！\n");
   printf("請重新輸入一個正確的航次，或按0退出退票程式：");
  } else if (target_airline == 0) {
   printf("-------------------------------------------------------------\n");
   return flight_info_list;
  } else
   break;
 }

 /* 獲取乘客ID並判斷其合法性 */
 int passenger_id;

 printf("請輸入您的ID: ");
 scanf("%d",&passenger_id);

 SinglePassenger* head =
   flight_info_list[target_airline - 1].passenger_info_list;

 if (!IsPassengerExist(head,passenger_id)) {
  printf("您並未預訂此次航班！\n");
  printf("-------------------------------------------------------------\n");
  return flight_info_list;
 }

 /* 獲取乘客退票數 */
 // 列印此乘客的預訂票數
 SinglePassenger* tmp = head;

 while (tmp->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
  tmp = tmp->next_passenger;
 }
 printf("您當前預訂的票數為: %d張\n",tmp->passenger_info.ticket_number);
 // 讀入退票數
 int refund_ticket_num;

 printf("請輸入您的退票數(輸入0退出退票程式): ");
 scanf("%d",&refund_ticket_num);
 // 輸入合法性檢查
 int cur_ticket = tmp->passenger_info.ticket_number; // 當前該乘客預訂的票數
 while (cur_ticket < refund_ticket_num) {
  if (!refund_ticket_num) {
   printf("-------------------------------------------------------------\n");
   return flight_info_list;
  }
  printf("您輸入的退票數大於您當前預訂的票數！");
  printf("請重新輸入退票數(輸入0退出退票程式): ");
  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，現在您%d航次的餘票為%d張\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，現在您%d航次的餘票為%d張\n",0);
 }
 printf("-------------------------------------------------------------\n");

 return flight_info_list;
}

/**
 * @description: 從乘客表中刪除某個結點
 * @param {type}
 * head {SinglePassenger *}: 乘客表
 * passenger_id {const int}: 待刪除乘客的id
 * @return: 修改後的航次表
 */
SinglePassenger* RemovePassenger(SinglePassenger* head,const int passenger_id) {
 SinglePassenger* tmp = head;

 while (tmp->passenger_info.passenger_id != passenger_id) {
  tmp = tmp->next_passenger;
 }
 // 若為頭結點
 if (!tmp->prev_passenger) {
  head = head->next_passenger;
 }
 // 若為尾結點
 else if (!tmp->next_passenger) {
  tmp->prev_passenger->next_passenger = NULL;
 }
 // 若為中間某個結點
 else {
  tmp->prev_passenger->next_passenger = tmp->next_passenger;
  tmp->next_passenger->prev_passenger = tmp->prev_passenger;
 }

 return head;
}

/**
 * @description: 輸出當前航次表
 * @param {type}
 * flight_info_list {SingleFlight *}: 航班資訊表(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;
  // 輸出
  PrintPassengerList(head,flight_info_list,current_airline_index);
  printf("-------------------------------------------------------------\n");
 }
}

/**
 * @description: 列印某航次的乘客表
 * @param {type}
 * head {SinglePassenger*}: 乘客表的頭結點
 * flight_info_list {SingleFlight *}: 航次表
 * @return:
 */
void PrintPassengerList(SinglePassenger* head,int airline_id) {
 if (!head) {
  printf("%d航次無乘客訂票！\n",airline_id);
 } else {
  printf("%d航次餘票數為: %d,其中：\n",airline_id,flight_info_list[airline_id - 1].remain_tickets);
 }
 while (head) {
  printf("ID為%d的乘客訂票數為%d張\n",head->passenger_info.passenger_id,head->passenger_info.ticket_number);
  head = head->next_passenger;
 }
 printf("\n");
}

實現亮點

1.每一步操作均有對非法輸入的處理，最大限度上確保了程式執行的穩定性
2.區分root使用者和普通使用者，且只有root使用者能夠檢視所有人的訂票情況，從而保護了客戶的隱私
3.使用雙向連結串列儲存乘客資訊，一方面便於存取乘客的資訊（定長陣列分配的是棧記憶體，而棧記憶體小於堆記憶體，所以用連結串列進行儲存更不容易造成記憶體溢位），另一方面降低了程式設計難度（既不需要實現對陣列進行動態記憶體分配的一系列操作，又最大限度地降低了刪除結點操作的複雜度）

實現缺點

1.只考慮了數字輸入的情況，沒有考慮字元及其他資料型別的輸入
2.用連結串列儲存導致不能隨機訪問，使查詢操作複雜度始終為O(n) O(n)O(n)

執行結果

您好，歡迎使用此係統！

使用說明：
1. 本程式所有輸入均為整數
2. 可供選擇的航次編號為1-10,每架次最大載客量為300
3. 若訂票，請輸入1；若退票，請輸入-1；若退出系統，請輸入0; 若要以root使用者登入，請輸入root密碼
使用說明到此結束，祝您使用愉快！
-------------------------------------------------------------

是否以root使用者登入？若是，請輸入1，否則請輸入0:1
請輸入root密碼(按0退出root登入程式)：123456
歡迎，root使用者！輸入11可檢視當前航次表
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 1
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 0 
請輸入您的ID: 1
當前航次餘票數為: 300
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 12
預訂成功！您現在共預訂12張航次1的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 1
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 0
請輸入您的ID: 2
當前航次餘票數為: 288
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 21
預訂成功！您現在共預訂21張航次1的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 1
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 0
請輸入您的ID: 3
當前航次餘票數為: 267
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 32
預訂成功！您現在共預訂32張航次1的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 2
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 0
請輸入您的ID: 32
當前航次餘票數為: 300
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 2
預訂成功！您現在共預訂2張航次2的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 10
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 0
請輸入您的ID: 212
當前航次餘票數為: 300
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 123
預訂成功！您現在共預訂123張航次10的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 1
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 1
請輸入您的ID: 1
當前航次餘票數為: 235
您此前預訂的票數為12張
請輸入您想預定(或增訂)的票數: -1
增訂成功！您現在共預訂11張航次1的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: -1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想退訂的航次(輸入0時退出訂票程式): 1
請輸入您的ID: 2
您當前預訂的票數為: 21張
請輸入您的退票數(輸入0退出退票程式): 222
您輸入的退票數大於您當前預訂的票數！請重新輸入退票數(輸入0退出退票程式): 2
您已成功退票，現在您1航次的餘票為19張
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想預定的航次(輸入0時退出訂票程式): 10
若您原先已經訂票，且想增加您的訂票數，請輸入1，否則請輸入0: 32
您輸入的是非法命令，請重新輸入0(原先未訂票)或1(原先已經訂票)：0
請輸入您的ID: 322
當前航次餘票數為: 177
請輸入您想預定(或增訂)的票數: 12
預訂成功！您現在共預訂12張航次10的票
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: -1
可供選擇的航次對應的編號為: 1 - 10
請輸入您想退訂的航次(輸入0時退出訂票程式): 10
請輸入您的ID: 212
您當前預訂的票數為: 123張
請輸入您的退票數(輸入0退出退票程式): 123
您已成功退票，現在您10航次的餘票為0張
-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 11
-------------------------------------------------------------
1航次餘票數為: 238,其中：
ID為1的乘客訂票數為11張
ID為3的乘客訂票數為32張
ID為2的乘客訂票數為19張

-------------------------------------------------------------
2航次餘票數為: 298,其中：
ID為32的乘客訂票數為2張

-------------------------------------------------------------
3航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
4航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
5航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
6航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
7航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
8航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
9航次無乘客訂票！

-------------------------------------------------------------
10航次餘票數為: 288,其中：
ID為322的乘客訂票數為12張

-------------------------------------------------------------
請輸入1,-1或11中的一個數字: 0

注：普通使用者不能執行檢視所有乘客資訊的操作，只能檢視自己的購票資訊

更多學習資料請關注專題《管理系統開發》。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。