大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)電梯模擬

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)報(bào)告告/ I;姓名：陳東；學(xué)號(hào)：070612146目錄一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?二、【問題描述】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】4六、【實(shí)驗(yàn)源代碼】8一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繋椭鷮W(xué)生熟練掌握線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。三

2、、【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)，即正在開門（Opening）、已開門（Opene©、正在關(guān)門（Closi ng

3、 ）、已關(guān)門（Closed）、等待（Wait ing ）、移動(dòng)（Movi ng）、減速（Decelerate ）。（3） 、乘客可隨機(jī)地進(jìn)出于任何層。對(duì)每個(gè)人來說，他有一個(gè)能容忍的最長等待 時(shí)間，一旦等候電梯時(shí)間過長，他將放棄。對(duì)于在樓層等待電梯的乘客，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 實(shí)現(xiàn)。對(duì)于在電梯的乘客，用五個(gè)乘客棧來實(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 EleStackO4。(4) 、模擬時(shí)鐘從0開始，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

4、，若無人進(jìn)出，則關(guān)門關(guān)門和開門各需要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 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】Win dows 7, VC+6.0五、【測(cè)試數(shù)據(jù)及其結(jié)果】1、乘客類型反映乘客的所有屬性。ADT Clie nt數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai 乘客信息,1=1,2,n, n0數(shù)據(jù)關(guān)系：R=<ai-1,ai>|ai-1,ai D,i=2,n基本操作：Prin tClie ntln fo(Clie nt con st & e,Clie ntStatus)操作結(jié)果：

5、輸出乘客信息。CreatClie nt(Clie nt *&p)操作結(jié)果：生成新的乘客。DestoryClie nt(Clie nt *&p)操作結(jié)果：該乘客離開系統(tǒng)。GoAbove(Clie nt 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。CI nTime(Clie nt const &e)操作結(jié)果：返回乘客進(jìn)入時(shí)間。COutfloor(Clie nt const &e)操作結(jié)果：返回乘客進(jìn)入時(shí)間。2、乘客棧類型電梯的乘客用乘客棧表示，去不同樓層的乘客放在

6、不同的棧中ADT Estack數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai 乘客信息,1=1,2,n,n > 0數(shù)據(jù)關(guān)系：R=<ai-1,ai>|ai-1,ai D,i=2,n基本操作：略。3、等候隊(duì)列類型在電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,i nt floor) 。4、電梯類型表示電梯的各個(gè)屬性和所有動(dòng)作。ADT Elevator數(shù)據(jù)對(duì)象：D=ai 電梯信息,1=1,2,n,n > 0基本操作：In itEle(Elevator &E)操作結(jié)果：初始化電梯

7、類型。DestoryEle(Elevator &E)操作結(jié)果：銷毀電梯類型。EleDecide(Elevator & E,WQueue wMaxfloo r+12)操作結(jié)果：電梯動(dòng)作決策。ElevatorR un (Elevator & E,WQueue wMaxfloo r+12)操作結(jié)果：電梯狀態(tài)轉(zhuǎn)換。Cou ntOver(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)。Req

8、uireAbove(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。EleOpe nDoor(Elevator &E)操作結(jié)果：判斷電梯是否要開門。5、高樓模塊實(shí)現(xiàn)電梯和乘客之間的互交功能。包括：In Out(Elevator & E,WQueue wMaxfloo r+12)操作結(jié)果：進(jìn)行乘客的進(jìn)出電梯活動(dòng)。NewClie nt(Elevator & E

9、,WQueue w52)操作結(jié)果：進(jìn)入新乘客。Prin tStatus(Elevator & E,WQueue w52)操作結(jié)果：輸出當(dāng)前狀態(tài)。Prin t(Elevator & E,Action a)操作結(jié)果：輸出電梯動(dòng)作信息 'C!User5d?rr3ck>DesktopDAimG_20111022000D1827HDDbugtest.exeF|就粹ICK來當(dāng)和t崇¥黑潔半¥林探當(dāng)幕束峯當(dāng):罰:黑峯垃*歡:迎使用電拂模電I系統(tǒng)寬來笨親匯峯乂峯:出峯親兼峯來林來峯濛：+：|：覃球束衣 請(qǐng)輸入電梯的運(yùn)斤時(shí)間：10001所能容忍的等待0+1：50

10、0 下一乘客要到達(dá)的時(shí)間：200 侖要到達(dá)囹樓層：51號(hào)乘客進(jìn)入第3層. 2所能容忍的等待時(shí)間：300 下一乘客要到達(dá)的時(shí)間：150 所雯到達(dá)的樓層：32號(hào)乘客進(jìn)入第2層* 3所能容忍的霉持時(shí)間:250 下一桀客要到達(dá)的時(shí)間：10。 所要到達(dá)的樓層油3號(hào)乘客進(jìn)入第1層. 電梯門己打開.3號(hào)乘客走進(jìn)電拂要去第4層. 電梯門己關(guān)閉.4所能容忍的霉待時(shí)間:加0 下一乘客要到這的時(shí)m：150所要到達(dá)宙樓屋34號(hào)乘容進(jìn)入第2層, 1號(hào)乘客放棄等待.2號(hào)乘客成棄等待.六、【實(shí)驗(yàn)源代碼】#i nclude <stdlib.h>#in elude <iostream.h>#i nclu

11、de <ioma nip.h>#i nclude <stdio.h>#in elude <win dows.h>#in elude vconi o.h>#in clude <time.h>/所有常量，全局變量和類型定義#defi ne NULL0#defi ne TRUE1#defi ne FALSE0#defi ne OK1#defi ne ERROR0#defi ne INFEASIBLE-1#defi ne OVERFLOW -2#defi ne INT_MAX32767typedef int Status;/Status是函數(shù)類型，

12、其值是函數(shù)結(jié)果狀態(tài)代碼#define Empty 0/電梯狀態(tài)en umEleStatusOpe nin g,Ope ned,Clos in g,Closed,Movi ng,Decelerate,Wait in g; en umActio nDoorOpe ned,DoorClosed,Goi ngUp,Goi ngDow n,Achieved,N on e; en umEleStageUp,Dow n, Ope nDoor,Stop;en umClie ntStatusNew,GiveUp,l n,O ut,Fi ni sh;#define CloseTest 40/電梯關(guān)門測(cè)試時(shí)間#de

13、fi ne OverTime300 /電梯停候超時(shí)時(shí)間#defi ne DoorTime#defi ne In OutTime#defi ne Maxfloor20/開門關(guān)門時(shí)間25/進(jìn)岀電梯時(shí)間4/最高層#defi ne Min floor0/最低層long Time=0;long MaxTime;int InO utCou nt=0;int In terTime=0;int ID=0;/時(shí)鐘/系統(tǒng)運(yùn)行最長時(shí)間/用于進(jìn)岀計(jì)時(shí)/下一乘客進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間/乘客編號(hào)int GiveUpNumber=O;/乘客放棄的數(shù)目int TotalTime=0;/總共等待時(shí)間/乘客類型typedef struc

14、t int Cli netID;int Outfloor;int In Time;/乘客編號(hào)/去哪層/該乘客進(jìn)入時(shí)間int GivepuTime; /所能容忍的等待時(shí)間int In floor;/乘客進(jìn)入的樓層Clie nt;/乘客類型基本操作void Pri ntClie ntl nfo(Clie nt const & e,Clie ntStatus s)switch(s) case New:printf("t%d號(hào)乘客進(jìn)入第 層.n",e.ClinetID,e.Infloor);break;case GiveUp:printf("t%d號(hào)乘客放棄等待.

15、n",e.ClinetID);break;case Out:printf("t%d號(hào)乘客走岀電梯.n",e.ClinetID);break;case In:printf("t%d號(hào)乘客走進(jìn)電梯，要去第 (層.n",e.ClinetlD,e.Outfloor);break;default:break;；Status CreatClie nt(Clie nt *&p)int d;p=new Clie nt;if(!p) return OVERFLOW;p->Cli netlD=+ID;printf("%d 所能容忍的等待時(shí)間

16、:",ID); sea nf("%d", &d);p->GivepuTime=d;p->l nTime=Time;pri ntf(”下一乘客要到達(dá)的時(shí)間:");sea nf("%d", &d);In terTime=d;printf(”所要到達(dá)的樓層:");sea nf("%d", &d);p->Outfloor=d;while(p->l nfloor=ra nd()%(Maxfloo r+1)=p->Outfloor);Prin tClie ntln

17、 fo(*p,New);return OK;Status DestoryClie nt(Clie nt *&p)delete p;p=NULL;return OK;Status GoAbove(Clie nt con st &e)if(e.Outfloor>e.l nfloor) return TRUE;else return FALSE;Status Cl nfloor(Clie nt eon st &e)retur n e.ln floor;Status Cln Time(Clie nt const &e)return e.l nTime;Status

18、 COutfloor(Client const &e)return e.Outfloor;#defineSTACK_INIT_SIZE 100 /存儲(chǔ)空間初始分配量#defineSTACKINCREMENT 50 / 存儲(chǔ)空間分配增量/乘客棧*SElemType;*base;*top; stacksize;typedefClie nttypedef struct SElemTypeSElemType intClie ntStack;Status In itStack(Clie ntStack &S)S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SI

19、ZE*sizeof(SElemType); if(!S.base) return OVERFLOW;S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;Status DestroyStack(Clie ntStack &S)SElemType *p;if(S.base)for(p=S.base;p<S.top;p+)DestoryClie nt(*p);free(S.base);return OK;Status ClearStack(Clie ntStack &S)if(!S.base) return ERROR;S.to

20、p=S.base;return OK;Status StackEmpty(Clie ntStack S)if(S.top=S.base) return TRUE;elsereturn FALSE;Status StackLe ngth(Clie ntStack S)return S.top-S.base;Status GetTop(Clie ntStack S,SElemType &e)if(!S.base) return ERROR;e=*(S.top-1);return OK;Status Push(Clie ntStack & S,SElemType e)if(!S.ba

21、se) return ERROR;if(S.top-S.base>=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(Clie ntStack & S,SElemType &e)if(S.top=S.base)

22、return ERROR;e=*(-S.top);return OK;void Pri ntStack(Clie ntStack &S)SElemType *i;i=S.base;while(i<S.top)cout<<(*i+)->Cli netIDvv''/電梯類型typedef struct int floor;/電梯所在層int Clie ntNumber;/電梯人數(shù)EleStatus status;/電梯當(dāng)前狀態(tài)EleStage Stage;/電梯運(yùn)行時(shí)期int Cou nt;/用于電梯計(jì)時(shí)int CallUpMaxfloor+1;/

23、每層的 U|：按鈕int CallDownMaxfloo葉1;/每層的 Down按鈕int CallCarMaxflo o葉1;/電梯的目標(biāo)層按鈕ClientStackSMaxfloo葉1;/乘客棧，要去不同樓層的人放在不同的棧中Elevator;/電梯類型基本操作void In itEle(Elevator &E)int i;E.floor=1;E.status=Wait in g;E.Cou nt=OverTime;E.Stage=Dow n;E.Clie ntNumber=O;for(i=O;i<=Maxfloor;i+)E.CallUpi=O;E.CallDow n i=

24、0;E.CallCari=0;for(i=0;i<=Maxfloor;i+) Ini tStack(E.Si);Status Cou ntOver(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(Elev

25、ator const &E)return E.status;Status RequireAbove(Elevator const &E)for(i nt i=E.floor+1;i<=Maxfloor;i+) if(E.CallCari|E.CallDow ni|E.CallUpi) return TRUE;return FALSE;Status RequireBelow(Elevator const &E)for(int i=E.floor-1;i>=Minfloor;i-)if(E.CallCari|E.CallDow ni|E.CallUpi) ret

26、urn TRUE;return FALSE;Status EleAchieved(Elevator &E)if(E.CallCarE.floor) return TRUE;if(E.Stage=Up&&E.CallUpE.floor|E.Stage=Dow n&&E.CallDow nE.floor) return TRUE;if(E.Stage=Up&&E.CallDow n E.floor&&!RequireAbove(E)E.Stage=Dow n;return TRUE;if(E.Stage=Dow n&&

27、amp;E.CallUpE.floor&&!RequireBelow(E)E.Stage=Up;return TRUE;return FALSE;Status EleOpe nDoor(Elevator &E)if(E.CallCarE.floor|E.CallDow n E.floor &&E.Stage=Dow n|E.CallUpE.floor &&E.Stage=Up) return TRUE;if(E.status=Wait ing) if(E.CallDownE.floor) E.Stage=Down;return TRUE;

28、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=Dow n; retur n Down;else if(Below!=0) return Dow n;e

29、lse E.Stage=Up;retur n Up;Actio n ElevatorRu n( Elevator &E)switch(E.status)case Opening:E.status=Ope ned;E.Cou nt=CloseTest;return DoorOpe ned;case Open ed:if(E.Stage=Dow n&& !E.CallCarE.floor&&!E.CallDow nE.floor| E.Stage=Up&&!E.CallCarE.floor&& !E.CallUpE.floor

30、)E.status=Clos in g;E.Cou nt=DoorTime;break;case Clos ing:E.status=Closed;retur n DoorClosed;case Waiti ng:if(E.Count=0) if(E.floor!=1) E.CallCar1=1;else E.Cou nt-;if(EleOpenDoor(E) E.status=Ope nin g;E.Cou nt=DoorTime;break;case Closed:break;case Moving:/完成移動(dòng)if(E.Stage=Up) E.floo 葉+;elseE.floor-;re

31、tur n Achieved;E.status=Ope nin g;E.Cou nt=DoorTime;break;return None;/單鏈隊(duì)列-隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)typedef Clie nt *QEIemType;/等候隊(duì)列typedef struct QNode QEIemTypedata;struct QNode *n ext;QNode,*QueuePtr;typedef struct QueuePtr front;QueuePtr rear;WQueue;/等待隊(duì)列的基本操作Status Ini tQueue(WQueue &Q)Q.fro nt=Q.rear=new

32、 QNode;if(!Q.fr on t) return OVERFLOW;Q.fro nt->n ext=NULL;Q.fro nt->data=NULL;return OK;Status DestroyQueue(WQueue &Q)while(Q.fro nt)Q.rear=Q.fro nt- >n ext;if(Q.front->data) DestoryClient(Q.front->data); else Q.fro nt;Q.fro nt=Q.rear;return OK;Status En Queue(WQueue & Q,QEle

33、mType e)QueuePtr p;p=new QNode;if(!p) return OVERFLOW;p->data=e;p->n ext=NULL;Q.rear- >n ext=p;Q.rear=p;return OK;Status DeQueue(WQueue & Q,QEIemType &e)QueuePtr p;if(Q.fron t=Q.rear) return ERROR;p=Q.fr ont->n ext;e=p_>data;Q.fro nt->n ext=p->n ext;if(Q.rear=p) Q.rear=Q

34、.fr ont;free(p);return OK;Status QueueEmpty(WQueue Q)if(Q.front=Q.rear) return TRUE;else return FALSE;Status QDelNode(WQueue & Q,QueuePtr p)QueuePtr q;if(p=NULL|p-> next=NULL) return ERROR;q=p->n ext;p_>n ext=q _>n ext;if(p->next=NULL) Q.rear=p;DestoryClie nt(q->data);free(p);r

35、eturn OK;Status CGiveUp(WQueue & Q,i nt floor)QueuePtr p;p=Q.fr on t;if(p-> next匸NULL)if(p->n ext->data->GivepuTime=0&&floor!=p->n ext->data->ln floor) Pri ntClie ntIn fo(*(p-> next->data),GiveUp);TotalTime+=Time-C In Time(*(p->n ext->data);QDelNode(Q,p);

36、GiveUpNumbe 葉+;else p->next->data->GivepuTime-; return OK;void Pri ntQueue(WQueue Q)QueuePtr q;int cou nt=O;if(Q.fron t-> next=NULL) goto end;q=Q.fr ont->n ext;while(q匸NULL)cout<<setw(3)vvq->data->Cli netIDvv': q=q_>n ext;cou nt+;end:while(cou nt+<=4) cout<<

37、;"" void In Out(Elevator & E,WQueue wMaxflo or+12)Clie nt *p;if(E.CallCarE.floor)if(StackEmpty(E.SE.floor) E.CallCarE.floor=0; elsePop(E.SE.floor,p);E.Clie ntNumber-;InO utCou nt=l nOutTime;Prin tClie ntI nfo(*p,Out);TotalTime+=Time-CI nTime(*p); DestoryClie nt(p);if(E.CallCarE.floor=O

38、) 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.Clie ntNumbe r+;InO utCou nt=l nOutTime;Pri ntClie ntl nfo(*p,l n);elseif(E.Stage=Down) E.CallDownE.floor=0;else E.CallUpE.floor=0;void NewClie nt(Elevator & E,WQueue w52)Clie nt *p;CreatClie nt(p)