在现代城市化进程中，车辆数量激增，停车场管理成为一项重要且复杂的任务。为提高停车场管理效率，降低运营成本，本文提出了一种基于栈和队列的数据结构设计并实现了停车场管理系统。通过这种系统，可以有效提升停车资源的利用效率，改善车主停车体验。

系统概述

本系统旨在解决传统停车场管理中人工操作繁琐、信息传递不及时等问题。采用栈和队列两种数据结构分别处理车辆进入和离开的操作流程，使得整个系统逻辑清晰、易于维护。栈用于记录车辆进入时的时间点及车位编号；而队列则用来存储等待进入的车辆信息。

核心功能模块

1. 车辆进入管理

当有车辆驶入停车场时，系统会自动分配一个空闲车位，并将该车辆的相关信息（如车牌号、进入时间等）压入栈中。如果此时所有车位均已满，则将该车辆加入到等待队列中，直到有空位释放出来。

2. 车辆离开管理

当车辆准备离开时，系统首先从栈顶弹出对应的信息以确认是否为合法用户。同时，根据实际离场时间计算停车费用，并更新数据库中的相关记录。如果存在未完成缴费的情况，则需要先完成支付才能允许车辆离开。

3. 实时监控与调度

为了更好地平衡各区域内的车流量，系统还设置了实时监控功能。通过分析当前各区域内的车辆分布情况以及等待队列长度，动态调整车辆引导策略，确保每个入口处都不会出现长时间拥堵现象。

技术实现细节

在技术层面，我们使用Python语言结合SQLite数据库来构建此项目。栈结构可以通过列表(List)来模拟实现，而队列则利用collections.deque双端队列来实现。此外，在前端界面设计上采用了PyQt框架，提供了友好的交互体验。

数据库设计

- VehicleInfo 表：存储每辆车的基本信息。

- ParkingLog 表：记录每次停车事件的具体细节。

- WaitingQueue 表：保存处于等待状态的车辆信息。

关键算法

- 车位分配算法：优先选择最近的空闲车位给新来的车辆。

- 费用计算公式：基础费用+超出部分按小时计费。

测试结果与优化建议

经过多次测试表明，该系统能够稳定运行并且响应速度快。但在高峰时段可能会面临较大压力，因此未来还需进一步研究如何进一步优化算法性能，比如引入更高级别的缓存机制或者分布式架构来应对大规模并发请求。

总之，“基于栈和队列的停车场管理系统”不仅提高了停车场管理效率，也为车主带来了更加便捷的服务体验。随着技术不断进步，相信此类智能化解决方案将在更多领域得到广泛应用。