數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)電梯模擬[高教成教]

1、數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名：陳東學(xué)號(hào)：070612146目 錄一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?二、【問(wèn)題描述】3三、【基本要求】3四、【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】3五、【測(cè)試數(shù)據(jù)及其結(jié)果】3六、【實(shí)驗(yàn)源代碼】5一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繋椭鷮W(xué)生熟練掌握線(xiàn)性表的基本操作在鏈表結(jié)構(gòu)中的實(shí)現(xiàn)，熟練進(jìn)行各種鏈表的操作和應(yīng)用。二、【問(wèn)題描述】設(shè)計(jì)一個(gè)電梯模擬系統(tǒng)。這是一個(gè)離散的模擬程序，因?yàn)殡娞菹到y(tǒng)是乘客和電梯等“活動(dòng)體”夠成的集合，雖然他們彼此交互作用，但是他們的行為是基本獨(dú)立的。在離散的模擬中，一模擬時(shí)鐘決定每個(gè)活動(dòng)體的動(dòng)作發(fā)生的時(shí)刻和順序，系統(tǒng)在某個(gè)模擬瞬間處理有待完成的各種事情，然后把模擬時(shí)鐘推進(jìn)到某個(gè)動(dòng)作預(yù)定要發(fā)生的下一個(gè)時(shí)刻

2、。三、【基本要求】（1）、模擬某校五層教學(xué)樓的電梯系統(tǒng)。該樓有一個(gè)自動(dòng)電梯，能在每層停留。五個(gè)樓層由下至上依次稱(chēng)為地下層、第一層、第二層、第三層和第四層，其中第一層是大樓的進(jìn)出層，即是電梯的“本壘層”，電梯“空閑”時(shí)，將來(lái)該層候命。五個(gè)樓層從下到上的編號(hào)為：0、1、2、3、4。除了地下層外，每一層都有一個(gè)要求向下的按鈕除了第四層外，每一層都有一個(gè)要求向上的按鈕。對(duì)應(yīng)的變量為：CallUp0.3和CallDown1.4。電梯內(nèi)的五個(gè)目標(biāo)層按鈕對(duì)應(yīng)的變量為：CallCar0.4。（2）、電梯一共有七個(gè)狀態(tài)，即正在開(kāi)門(mén)（Opening）、已開(kāi)門(mén)（Opened）、正在關(guān)門(mén)（Closing）、已關(guān)門(mén)（C

3、losed）、等待（Waiting）、移動(dòng)（Moving）、減速（Decelerate）。（3）、乘客可隨機(jī)地進(jìn)出于任何層。對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)，他有一個(gè)能容忍的最長(zhǎng)等待時(shí)間，一旦等候電梯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，他將放棄。對(duì)于在樓層內(nèi)等待電梯的乘客，將插入在等候隊(duì)列里，每一層有兩個(gè)等候隊(duì)列，一隊(duì)要求向上，一隊(duì)要求向下，用鏈隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于在電梯內(nèi)的乘客，用五個(gè)乘客棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，該乘客要去哪一層，就把他放在相應(yīng)編號(hào)的棧中，對(duì)應(yīng)變量為EleStack04。（4）、模擬時(shí)鐘從0開(kāi)始，時(shí)間單位為0.1秒。人和電梯的各種動(dòng)作均要耗費(fèi)一定的時(shí)間單位（簡(jiǎn)記為t）：有人進(jìn)出時(shí)，電梯每隔40t測(cè)試一次，若無(wú)人進(jìn)出，則關(guān)門(mén)關(guān)門(mén)和開(kāi)門(mén)各需要

4、20t每個(gè)人進(jìn)出電梯均需要25t電梯加速需要15t如果電梯在某層靜止時(shí)間超過(guò)300t，則駛回1層候命。（5）、按時(shí)序顯示系統(tǒng)狀態(tài)的變化過(guò)程：發(fā)生的全部人和電梯的動(dòng)作序列。四、【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】Windows 7, VC+6.0五、【測(cè)試數(shù)據(jù)及其結(jié)果】1、 乘客類(lèi)型反映乘客的所有屬性。ADT Client數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai乘客信息,I=1,2,n,n0數(shù)據(jù)關(guān)系：R=|ai-1,aiD,i=2,n基本操作：PrintClientInfo(Client const &e,ClientStatus)操作結(jié)果：輸出乘客信息。CreatClient(Client *&p)操作結(jié)果：生成新的乘客。DestoryC

5、lient(Client *&p)操作結(jié)果：該乘客離開(kāi)系統(tǒng)。GoAbove(Client const &e)操作結(jié)果：判斷該乘客是否去往高層。CInfloor(Client const &e)操作結(jié)果：返回乘客進(jìn)入的樓層。CInTime(Client const &e)操作結(jié)果：返回乘客進(jìn)入時(shí)間。COutfloor(Client const &e)操作結(jié)果：返回乘客進(jìn)入時(shí)間。2、 乘客棧類(lèi)型電梯內(nèi)的乘客用乘客棧表示，去不同樓層的乘客放在不同的棧中。ADT Estack數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai乘客信息,I=1,2,n,n0數(shù)據(jù)關(guān)系：R=|ai-1,aiD,i=2,n基本操作：略。3、 等候隊(duì)列類(lèi)型在電

6、梯外等待的乘客用等待隊(duì)列表示。每層各有兩個(gè)等待隊(duì)列，分別為上樓隊(duì)列和下樓隊(duì)列。與一般隊(duì)列不同的是在基本操作中加入了放棄操作CGiveUp(WQueue &Q,int floor)。4、 電梯類(lèi)型表示電梯的各個(gè)屬性和所有動(dòng)作。ADT Elevator數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai電梯信息,I=1,2,n,n0基本操作：InitEle(Elevator &E)操作結(jié)果：初始化電梯類(lèi)型。DestoryEle(Elevator &E)操作結(jié)果：銷(xiāo)毀電梯類(lèi)型。EleDecide(Elevator &E,WQueue wMaxfloor+12)操作結(jié)果：電梯動(dòng)作決策。ElevatorRun(Elevator &E,W

7、Queue wMaxfloor+12)操作結(jié)果：電梯狀態(tài)轉(zhuǎn)換。CountOver(Elevator &E)操作結(jié)果：判斷電梯計(jì)時(shí)是否完成。EleFloor(Elevator const &E)操作結(jié)果：返回電梯所在的層。EleStatus(Elevator const &E)操作結(jié)果：返回電梯狀態(tài)。RequireAbove(Elevator const &E)操作結(jié)果：判斷是否有高層請(qǐng)求。RequireBelow(Elevator const &E)操作結(jié)果：判斷是否有低層請(qǐng)求。EleAchieved(Elevator &E)操作結(jié)果：判斷電梯是否要停于當(dāng)前層。EleOpenDoor(Elev

8、ator &E)操作結(jié)果：判斷電梯是否要開(kāi)門(mén)。5、 高樓模塊實(shí)現(xiàn)電梯和乘客之間的互交功能。包括：InOut(Elevator &E,WQueue wMaxfloor+12)操作結(jié)果：進(jìn)行乘客的進(jìn)出電梯活動(dòng)。NewClient(Elevator &E,WQueue w52)操作結(jié)果：進(jìn)入新乘客。PrintStatus(Elevator &E,WQueue w52)操作結(jié)果：輸出當(dāng)前狀態(tài)。Print(Elevator &E,Action a)操作結(jié)果：輸出電梯動(dòng)作信息。六、【實(shí)驗(yàn)源代碼】#include #include #include #include #include #include #i

9、nclude /所有常量，全局變量和類(lèi)型定義#define NULL0#define TRUE1#defineFALSE0#define OK1#define ERROR0#define INFEASIBLE-1#define OVERFLOW-2#define INT_MAX32767typedef int Status;/Status是函數(shù)類(lèi)型，其值是函數(shù)結(jié)果狀態(tài)代碼#define Empty0/電梯狀態(tài)enumEleStatusOpening,Opened,Closing,Closed,Moving,Decelerate,Waiting;enumActionDoorOpened,Door

10、Closed,GoingUp,GoingDown,Achieved,None;enumEleStageUp,Down,OpenDoor,Stop;enumClientStatusNew,GiveUp,In,Out,Finish;#defineCloseTest40/電梯關(guān)門(mén)測(cè)試時(shí)間#define OverTime300/電梯停候超時(shí)時(shí)間#define DoorTime20/開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)時(shí)間#define InOutTime25/進(jìn)出電梯時(shí)間#define Maxfloor4/最高層#define Minfloor0/最低層long Time=0;/時(shí)鐘long MaxTime;/系統(tǒng)運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間i

11、nt InOutCount=0;/用于進(jìn)出計(jì)時(shí)int InterTime=0;/下一乘客進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間int ID=0;/乘客編號(hào)int GiveUpNumber=0;/乘客放棄的數(shù)目int TotalTime=0;/總共等待時(shí)間/乘客類(lèi)型typedef struct int ClinetID;/乘客編號(hào)int Outfloor;/去哪層int InTime;/該乘客進(jìn)入時(shí)間int GivepuTime;/所能容忍的等待時(shí)間int Infloor;/乘客進(jìn)入的樓層Client;/乘客類(lèi)型基本操作void PrintClientInfo(Client const &e,ClientStatus

12、s) switch(s) case New:printf(t%d號(hào)乘客進(jìn)入第%d層.n,e.ClinetID,e.Infloor);break;case GiveUp:printf(t%d號(hào)乘客放棄等待.n,e.ClinetID);break;case Out:printf(t%d號(hào)乘客走出電梯.n,e.ClinetID);break;case In:printf(t%d號(hào)乘客走進(jìn)電梯，要去第%d層.n,e.ClinetID,e.Outfloor);break;default:break;Status CreatClient(Client *&p) int d; p=new Client;if

13、(!p) return OVERFLOW;p-ClinetID=+ID;printf(%d所能容忍的等待時(shí)間:,ID);scanf(%d,&d);p-GivepuTime=d;p-InTime=Time;printf(下一乘客要到達(dá)的時(shí)間:); scanf(%d,&d);InterTime=d;printf(所要到達(dá)的樓層:); scanf(%d,&d);p-Outfloor=d;while(p-Infloor=rand()%(Maxfloor+1)=p-Outfloor);PrintClientInfo(*p,New);return OK;Status DestoryClient(Clien

14、t *&p) delete p;p=NULL;return OK;Status GoAbove(Client const &e) if(e.Outfloore.Infloor) return TRUE;else return FALSE;Status CInfloor(Client const &e) return e.Infloor;Status CInTime(Client const &e) return e.InTime;Status COutfloor(Client const &e) return e.Outfloor;#defineSTACK_INIT_SIZE100/存儲(chǔ)空間初

15、始分配量#defineSTACKINCREMENT50/存儲(chǔ)空間分配增量/乘客棧typedefClient*SElemType;typedef struct SElemType*base;SElemType*top;intstacksize;ClientStack;Status InitStack(ClientStack &S) S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType);if(!S.base) return OVERFLOW;S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;retu

16、rn OK;Status DestroyStack(ClientStack &S) SElemType*p;if(S.base) for(p=S.base;p=S.stacksize) S.base=(SElemType *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType);if(!S.base) return OVERFLOW;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;*S.top+=e;return OK;Status Pop(ClientStack &

17、S,SElemType &e) if(S.top=S.base) return ERROR;e=*(-S.top);return OK;void PrintStack(ClientStack &S) SElemType *i;i=S.base;while(iS.top)coutClinetID ;/電梯類(lèi)型typedef struct int floor;/電梯所在層int ClientNumber;/電梯內(nèi)人數(shù)EleStatus status;/電梯當(dāng)前狀態(tài)EleStage Stage;/電梯運(yùn)行時(shí)期int Count;/用于電梯計(jì)時(shí)int CallUpMaxfloor+1;/每層的Up按鈕

18、int CallDownMaxfloor+1;/每層的Down按鈕int CallCarMaxfloor+1;/電梯內(nèi)的目標(biāo)層按鈕ClientStackSMaxfloor+1;/乘客棧,要去不同樓層的人放在不同的棧中Elevator;/電梯類(lèi)型基本操作void InitEle(Elevator &E) int i;E.floor=1;E.status=Waiting;E.Count=OverTime;E.Stage=Down;E.ClientNumber=0;for(i=0;i=Maxfloor;i+)E.CallUpi=0;E.CallDowni=0;E.CallCari=0;for(i=0

19、;i=Maxfloor;i+) InitStack(E.Si);Status CountOver(Elevator &E) if(E.Count) E.Count-;return FALSE;return TRUE;void DestoryEle(Elevator &E) int i;for(i=0;i=Maxfloor;i+) DestroyStack(E.Si);Status EleFloor(Elevator const &E) return E.floor;EleStatus EleStatus(Elevator const &E) return E.status;Status Req

20、uireAbove(Elevator const &E) for(int i=E.floor+1;i=Minfloor;i-)if(E.CallCari|E.CallDowni|E.CallUpi) return TRUE;return FALSE;Status EleAchieved(Elevator &E) if(E.CallCarE.floor) return TRUE;if(E.Stage=Up&E.CallUpE.floor|E.Stage=Down&E.CallDownE.floor)return TRUE;if(E.Stage=Up&E.CallDownE.floor&!Requ

21、ireAbove(E) E.Stage=Down;return TRUE;if(E.Stage=Down&E.CallUpE.floor&!RequireBelow(E) E.Stage=Up;return TRUE;return FALSE;Status EleOpenDoor(Elevator &E) if(E.CallCarE.floor|E.CallDownE.floor&E.Stage=Down|E.CallUpE.floor&E.Stage=Up)return TRUE;if(E.status=Waiting) if(E.CallDownE.floor) E.Stage=Down;

22、return TRUE;if(E.CallUpE.floor) E.Stage=Up;return TRUE;return FALSE;EleStage EleDecide(Elevator &E) int Above,Below;Above=RequireAbove(E);Below=RequireBelow(E);if(Above=0&Below=0) return Stop;else if(E.Stage=Up) if(Above!=0) return Up;else E.Stage=Down;return Down;else if(Below!=0) return Down;else

23、E.Stage=Up;return Up;Action ElevatorRun(Elevator &E)switch(E.status)case Opening:E.status=Opened;E.Count=CloseTest;return DoorOpened;case Opened:if(E.Stage=Down&!E.CallCarE.floor&!E.CallDownE.floor|E.Stage=Up&!E.CallCarE.floor&!E.CallUpE.floor) E.status=Closing;E.Count=DoorTime;break;case Closing:E.

24、status=Closed;return DoorClosed;case Waiting:if(E.Count=0) if(E.floor!=1) E.CallCar1=1;else E.Count-;if(EleOpenDoor(E) E.status=Opening;E.Count=DoorTime;break;case Closed:break;case Moving:/完成移動(dòng)if(E.Stage=Up) E.floor+;elseE.floor-;return Achieved;E.status=Opening;E.Count=DoorTime;break;return None;/

25、單鏈隊(duì)列-隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)typedef Client *QElemType;/等候隊(duì)列typedef struct QNode QElemTypedata;struct QNode*next;QNode,*QueuePtr;typedef struct QueuePtrfront;QueuePtrrear;WQueue;/等待隊(duì)列的基本操作Status InitQueue(WQueue &Q) Q.front=Q.rear=new QNode;if(!Q.front) return OVERFLOW;Q.front-next=NULL;Q.front-data=NULL;return OK

26、;Status DestroyQueue(WQueue &Q) while(Q.front)Q.rear=Q.front-next;if(Q.front-data) DestoryClient(Q.front-data); else Q.front;Q.front=Q.rear;return OK;Status EnQueue(WQueue &Q,QElemType e) QueuePtr p;p=new QNode;if(!p) return OVERFLOW;p-data=e;p-next=NULL;Q.rear-next=p;Q.rear=p;return OK;Status DeQue

27、ue(WQueue &Q,QElemType &e) QueuePtr p;if(Q.front=Q.rear) return ERROR;p=Q.front-next;e=p-data;Q.front-next=p-next;if(Q.rear=p) Q.rear=Q.front;free(p);return OK;Status QueueEmpty(WQueue Q) if(Q.front=Q.rear) return TRUE;elsereturn FALSE;Status QDelNode(WQueue &Q,QueuePtr p) QueuePtr q;if(p=NULL|p-nex

28、t=NULL) return ERROR;q=p-next;p-next=q-next;if(p-next=NULL) Q.rear=p;DestoryClient(q-data); free(p);return OK;Status CGiveUp(WQueue &Q,int floor) QueuePtr p;p=Q.front;if(p-next!=NULL) if(p-next-data-GivepuTime=0&floor!=p-next-data-Infloor) PrintClientInfo(*(p-next-data),GiveUp);TotalTime+=Time-CInTi

29、me(*(p-next-data);QDelNode(Q,p);GiveUpNumber+;elsep-next-data-GivepuTime-;return OK;void PrintQueue(WQueue Q) QueuePtr q;int count=0;if(Q.front-next=NULL) goto end;q=Q.front-next;while(q!=NULL) coutsetw(3)data-ClinetIDnext;count+;end:while(count+=4) cout ;void InOut(Elevator &E,WQueue wMaxfloor+12)

30、Client *p;if(E.CallCarE.floor) if(StackEmpty(E.SE.floor) E.CallCarE.floor=0;else Pop(E.SE.floor,p);E.ClientNumber-;InOutCount=InOutTime;PrintClientInfo(*p,Out);TotalTime+=Time-CInTime(*p);DestoryClient(p);if(E.CallCarE.floor=0) if(!QueueEmpty(wE.floorE.Stage) DeQueue(wE.floorE.Stage,p);Push(E.SCOutfloor(*p),p);if(E.CallCarCOutfloor(*p)!=1)E.CallCarCOutfloor(*p)=1;E.ClientNumber+;InOutCount=InOutTime;PrintClientInfo(*p,In);elseif(E.Stage=Down) E.CallDownE.floor=0;else E.CallUpE.floor=0;void NewClient(Elevator &E,WQueue w52) Client *p;CreatClient(p);if(GoAbove(*p) EnQueue(wCInfloor(*p)Up,p);E