#include <iostream.h>
#include <iomanip.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

//以下為第一部分，定義單鏈表的抽象數據類型
struct DNode//存儲學生信息的節點
{
	char id[4];
	char name[8];
	char clas[5];
	int  seat;
	int  tmin[2];
	int  tmout[2];
	DNode *next;
};

int comp(char a[4],char b[4])
{   //比較學號是否相同
	for(int i=0;i<4;i++)
		if(a[i]!=b[i]) break;
	if(i==4) return 1;
	else return 0;
}

void InitList(DNode *&HL)//初始化
{
	HL=NULL;
}

int EmptyList(DNode *&HL)//判斷鏈表是否為空
{
	return HL==NULL;
}

void NewInsert(DNode *&HL,char in1[4],char in2[8],char in3[5],int &in4,int in5[2],int in6[2])
{  //向鏈表中插入新節點
	DNode *newptr;
	newptr=new DNode;
	if(newptr==NULL)
	{  //分配內存失敗，輸出提示，結束程序
		cerr<<"Memory allocation failure!"<<endl;
		exit(1);
	}
	for(int i=0;i<4;i++)     //節點信息插入新節點中
		newptr->id[i]=in1[i];
	for(i=0;i<8;i++)
		newptr->name[i]=in2[i];
	for(i=0;i<5;i++)
		newptr->clas[i]=in3[i];
	newptr->seat=in4;
	for(i=0;i<2;i++)
		newptr->tmin[i]=in5[i];
	for(i=0;i<2;i++)
		newptr->tmout[i]=in6[i];
    newptr->next=NULL;
	if(HL==NULL) HL=newptr;//表空則作新節點
    else{  //否則遍歷到末尾再插入
		DNode *p=HL;
		while(p->next!=NULL)
			p=p->next;
		p->next=newptr;
	}
}

void nodecut(DNode *&HL,char id[4])
{  //從鏈表中刪除節點
	if(HL==NULL)
	{ //表已空則輸出提示，結束程序
		cerr<<"鏈表已空，無法刪除節點，結束操作。"<<endl;
		exit(1);
	}
	DNode *ptr,*pos;
	ptr=HL;
	while(!comp(ptr->id,id)){
		pos=ptr;
	    ptr=ptr->next;
	}
	if(HL==ptr) HL=ptr->next;//刪除頭節點
	else pos->next=ptr->next;
	delete ptr;//釋放節點空間
}

//以下為第二部分，定義棧的抽象數據類型
struct Stack{ //用于存儲機位的棧
	int stack[20];//機位總數為兩百
	int top;
};

void InitStack(Stack &s)//初始化棧
{
	s.top=-1;
}

int EmptyStack(Stack &s)//檢查棧是否為空
{  
	return s.top==-1;
}

void Push(Stack &s,int item)//向棧中插入元素
{
	if(s.top==19){//棧已滿則輸出提示、結束程序
		cerr<<"Stack overflow!"<<endl;
		exit(1);
	}
	s.top++;
	s.stack[s.top]=item;
}

int Pop(Stack &s)//從棧中刪除元素
{
	if(s.top==-1){////棧已空則輸出提示、結束程序
		cerr<<"Stack is empty!"<<endl;
		exit(1);
	}
	int temp=s.stack[s.top];
	s.top--;
	return temp;
}

//以下為第三部分，定義結構體的模塊和計算上機時間的函數
struct Stu
{
	char id[4];
	char name[8];
	char clas[5];
	double  buy;
	double  total;
	double  left;
};

static struct Stu stu[6]=
{       //初始化存儲學生信息的結構體數組
		{"121","tom","w41",0,10,10},
		{"122","sam","w42",0,10,10},
		{"123","jay","w43",0,10,10},
		{"124","moses","w45",0,10,10},
		{"125","john","w46",0,10,10},
		{"126","peter","w48",0,10,10},
};

double timecut(int a[2],int b[2])
{   //計算上機時間的函數
	double c;
	if(a[1]>=b[1]){//a的秒值比b的秒值大
		int pp=a[1]-b[1];
		c=a[0]-b[0]+pp/60.0;
	}
	else{//a的秒值比b的秒值小
		int pp=a[1]-b[1]+60;
		c=a[0]-b[0]-1+pp/60.0;
	}
	return c;
}

//以下為第四部分，實現各種功能的模塊
void xiaji(Stack &lef,struct Stu stu[6],DNode *&sin,int n)
{   //處理有學生下機時的操作
	int a[2];
	char temp[4];
	double time=0.0;
	for(int i=0;i<4;i++)
		temp[i]=stu[n].id[i];
	DNode *ptr;
	ptr=sin;
	while(!comp(ptr->id,temp))
		ptr=ptr->next;
	cout<<"您的上機時間為"<<ptr->tmin[0]<<":"<<ptr->tmin[1]<<endl;
	cout<<"請分別輸入下機時間的時和分，中間空格："<<endl;
	cin>>a[0]>>a[1];
	time=timecut(a,ptr->tmin);
	while(time<0||a[0]<0||a[0]>24||a[1]<0||a[1]>60)
	{
		cout<<"下機時間錯誤，請確認后再輸入！"<<endl;
		cin>>a[0]>>a[1];
		time=timecut(a,ptr->tmin);
	}
	stu[n].left=stu[n].left-time;
	Push(lef,ptr->seat);//回收機位，入棧
	nodecut(sin,ptr->id);//從當前上機學生表中刪除此人信息
	cout<<"下機并回收機位成功,上機總時間為"<<time<<endl;
}

void fun1(Stack &lef,struct Stu stu[6],DNode *&sin,int n)
{   //處理有學生刷卡進入時的操作
	int a[2],b[2];  //記錄時間的數組
	b[0]=b[1]=0;
	DNode *ptr;
	ptr=sin;
	while(ptr!=NULL)
	{
		if(!comp(ptr->id,stu[n].id))
	    	ptr=ptr->next;
		else break;
	}
	if(ptr==NULL) 
	{
	    cout<<"請分別輸入進入時間的時和分，中間空格："<<endl;
        cin>>a[0]>>a[1];//輸入進入時間
		while(a[0]<0||a[0]>24||a[1]<0||a[1]>60)
		{
	     	cout<<"上機時間有誤，請確認后再輸入！"<<endl;
	    	cin>>a[0]>>a[1];
		}
	    if(EmptyStack(lef))//沒有空閑機位
		    cout<<"此時不能進入，沒有空閑機位。"<<endl;
	    else if(stu[n].left==0)//沒有剩余機時
		    cout<<"您已沒有剩余機時，不能進入，請購買機時。"<<endl;
	    else{   //符合要求則分配機位并記錄其信息
		    int temp=Pop(lef);
		    cout<<"機位分配成功，機位號為"<<temp<<endl;
		    NewInsert(sin,stu[n].id,stu[n].name,stu[n].clas,temp,a,b);
		}
	}
	else xiaji(lef,stu,sin,n);
}

void fun2(DNode *&sin)
{   //統計輸出當前上機學生的信息
	DNode *ptr=sin;
	cout<<"當前上機學生相關信息依次如下："<<endl;
	cout<<setw(5)<<"學號";
	cout<<setw(8)<<"姓名";
	cout<<setw(6)<<"班級";
	cout<<setw(5)<<"座號";
	cout<<setw(4)<<"上機時間";
	cout<<endl;
	while(ptr!=NULL){//遍歷輸出學號、姓名、班級、座位號、進入時間
		cout<<setw(5)<<ptr->id;
		cout<<setw(8)<<ptr->name;
		cout<<setw(6)<<ptr->clas;
		cout<<setw(3)<<ptr->seat;
		cout<<setw(4)<<ptr->tmin[0]<<":"<<ptr->tmin[1];
		cout<<endl;
		ptr=ptr->next;
	}
}

void fun3(DNode *&sin,char temp[4])
{   //查找某個學生是否在上機
    DNode *ptr;
	ptr=sin;
	while(ptr!=NULL)
	{	
		if(!comp(ptr->id,temp))
	    	ptr=ptr->next;
		else break;
	}
	if(ptr==NULL)  cout<<"此人目前不在上機！"<<endl;
	else{
		cout<<"此人相關信息如下："<<endl;
		cout<<"學號："<<setw(5)<<ptr->id<<endl;
		cout<<"姓名："<<setw(8)<<ptr->name<<endl;
		cout<<"班級："<<setw(5)<<ptr->clas<<endl;
		cout<<"機號："<<setw(3)<<ptr->seat<<endl;
		cout<<"上機時間："<<setw(4)<<ptr->tmin[0]<<":"<<ptr->tmin[1];
		cout<<endl;
	}
}

void fun4(struct Stu stu[6],int m)//m為學生總人數
{   //統計學生剩余機時
	int i=0,temp=0;
	cout<<"剩余機時不足的學生有："<<endl;
	for(i=0;i<m;i++)
	{   //輸出剩余機時為零的學生學號
		if(stu[i].left<=0) 
		{
			cout<<setw(4)<<stu[i].id;
			cout<<setw(7)<<stu[i].left<<endl;
		    temp++;
		}
	}
	if(temp==0) cout<<"沒有剩余機時不足的學生！"<<endl;
}

void fun5(Stack &lef)
{   //統計目前剩余機位情況
	if(EmptyStack(lef)) cout<<"目前無空閑機位！"<<endl;
	else{//有剩余機位則輸出空閑機位號
		cout<<"目前空閑的機位號為："<<endl;
		int temp=lef.top;
		for(int i=0;i<=temp;i++)
			cout<<setw(4)<<lef.stack[i];
		cout<<endl;
	}
}

void fun6(struct Stu stu[6],int n,double time)
{   //購買機時的函數，購買機時、總機時、剩余機時都增加
	stu[n].left=stu[n].left+time;
	stu[n].buy=stu[n].buy+time;
	stu[n].total=stu[n].total+time;
	cout<<"購買及時成功，購買機時為"<<time<<endl;
}

int input()
{   //輸入并驗證學號的函數
    int patch1,i,num;
    char id[4];
	cout<<"請輸入你的學號（121~126）："<<endl;//輸入學號
	cin>>id;
	while(patch1){//學號輸入的異常處理
		i=0;//查找學號在學生信息表格中的編號
		while(i<6&&!comp(stu[i].id,id))
			i++;
		if(i==6) //沒找到則重新輸入
		{
			cout<<"學號錯誤，請重新輸入："<<endl;
			cin>>id;
		}
		else {num=i;patch1=0;}//找到并記錄編號
	}
	return num;
}

//以下為第五部分，主函數
void main()
{
	int patch=1,func,i,num;
	char num1[4];
	double time;
	Stack lefp;
	InitStack(lefp);
	for(i=19;i>=0;i--)
		Push(lefp,i+1);
	DNode *infs;
	InitList(infs);
	cout<<"學生初始信息如下:"<<endl;
	for(i=0;i<6;i++){
		cout<<setw(5)<<stu[i].id;
		cout<<setw(8)<<stu[i].name;
		cout<<setw(5)<<stu[i].clas;
		cout<<setw(4)<<stu[i].buy;
		cout<<setw(4)<<stu[i].total;
		cout<<setw(4)<<stu[i].left;
		cout<<endl;
	}
	while(patch){
		cout<<"請選擇要執行的系統功能："<<endl;
		cout<<"1:刷卡進出機房；"<<endl;
		cout<<"2:統計當前上機同學的信息；"<<endl;
		cout<<"3:查找某個學生是否在機房；"<<endl;
		cout<<"4:統計學生剩余機時的情況；"<<endl;
		cout<<"5:統計當前空閑機位情況；"<<endl;
		cout<<"6:購買機時；"<<endl;
		cin>>func;
		while(func<1||func>7){//功能選擇的異常處理
			cout<<"輸入錯誤，請重新選擇！"<<endl;
			cin>>func;
		}
		switch(func)//執行所選擇的功能功能
		{
		case 1: {
			        num=input();
					fun1(lefp,stu,infs,num);
					break;
				}
		case 2: fun2(infs); break;
		case 3: {
			        cout<<"請輸入你要查找的人的學號："<<endl;
					cin>>num1;
					fun3(infs,num1);
					break;
				}
		case 4: fun4(stu,6); break;
		case 5: fun5(lefp); break;
		default: {
			        num=input();
			        cout<<"請輸入要購買的機時數："<<endl;
			        cin>>time;
			        fun6(stu,num,time);
			        break;
				 }
		}
		cout<<"請選擇是否繼續程序，是請輸入1，否請輸入0："<<endl;
		cin>>patch;
        while(patch!=0&&patch!=1)//功能選擇的異常處理
		{
			cout<<"功能選擇錯誤，請重新輸入"<<endl;
    		cin>>patch;
		}
	}
}