数据结构电梯模拟讲解

1、 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 数据结 课 程 实 验 报 告 构 姓名：陈东 学号：070612146 安庆师范学院2012计算机卓越班 1/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 目录 一、【实验目的】3 二、【问题描述】3 三、【基本要求】3 四、【实验环境】3 五、【测试数据及其结果】 4 六、【实验源代码】8 安庆师范学院2012计算机卓越班 2/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 一、【实验目的】 帮助学生熟练掌握线性表的基本操作在链衣结构中的实现，熟练进行各种链 表的操作和应用。 二、【问题描述】 设计一个电梯模拟系统。这是一个离散的模拟程序，因为电梯系统是乘客和 电梯等

2、“活动体”够成的集合，虽然他们彼此交互作用，但是他们的行为是基本 独立的。在离散的模拟中，一模拟时钟决定每个活动体的动作发生的时刻和顺序， 系统在某个模拟瞬间处理有待完成的各种事情，然后把模拟时钟推进到某个动作 预定要发生的下一个时刻。 三、【基本要求】 (1) 、模拟某校五层教学楼的电梯系统。该楼有一个自动电梯，能在每层停留。五 个楼层由下至上依次称为地下层、第一层、第二层、第三层和第四层，其中第一层 是大楼的进出层，即是电梯的“本垒层”,电梯“空闲”时，将来该层候命。五个 楼层从下到上的编号为：0、1、2、3、4。除了地下层外，每一层都有一个要求向下 的按钮除了第四层外，每一层都有一个要求

3、向上的按钮。对应的变量为：CallUp0.3 和CallDowntl. .4o电梯内的五个目标层按钮对应的变量为:CallCar 0. 4 (2) 、电梯一共有七个状态，即正在开门(Opening)、已开门(Opened)、正在 关门(Closing)、已关门(Closed)、等待(Waiting)、移动(Moving)、减速 (Decelerate)。 (3) 、 乘客可随机地进出于任何层。对每个人来说，他有一个能容忍的最长等待 安庆师范学院2012计算机卓越班 3/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 时间，一旦等候电梯时间过长，他将放弃。对于在楼层内等待电梯的乘客，将插入 在等候队列里

4、，每一层有两个等候队列，一队要求向上，一队要求向下，用链队列 来实现。对于在电梯内的乘客，用五个乘客栈来实现，该乘客要去哪一层，就把他 放在相应编号的栈屮，对应变量为EleStack0-4o （4）、模拟时钟从0开始，时间单位为0.1秒。人和电梯的各种动作均要耗费一定 的时间单位（简记为t）: 有人进出时，电梯每隔40t测试一次，若无人进出，则关门 关门和开门各需要20t 每个人进出电梯均需要25t 电梯加速需要15t 如果电梯在某层静止时间超过300t,则驶回1层候命。 （5）、按时序显示系统状态的变化过程：发生的全部人和电梯的动作序列。 Windows 7, VC+6.0 五、【测试数据及

5、其结果】 1、乘客类型 反映乘客的所有属性。 ADT Client 数据对象：D二ai e乘客信息,I二1,2,n, nO 数据关系：R=|ail, aiD, i-2,n 基本操作： 安庆师范学院2012计算机卓越班 4/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 PrintClientlnfo(Client const enuB ActionfDoorOpened. DoorClosed, GoingUp, GoingDown, Achieved None; enui El eSt age Up, Down. OpenDoor, Stop; enim Client Status NeyGiveU

6、p, In, Out, Finish; define Cl os eTest 40 电梯关门测试时间 #define OverTiie 300 电梯停候超时时间 ffdefine DoorTiie 20 开门关门时间 ffdefine InOutTime 25 define Maxfloor 4 define Minfloor 0 long Tie=0; long MaxTime; int In0utCount=0; int InterTime=O; int ID=0; int GiveUpNuber=0: int TotalTime=0; 进出电梯时间 最高层 最低层 时钟 系统运行最K时间

7、 用于进出计时 下一乘客进入系统的时间 乘客编号 乘客放弃的数目 /总共等待时间 乘客类型 typedef struct int ClinetID; /乘客编号 int Out floor; / / k 哪层 int InTiae; 该乘客进入时间 int GivepuTiae; 所能容忍的等待时间 int Infloor;/乘客进入的楼层 JClient; 乘客类型基本操作 void Pr intC 1 i ent Info (Cl i ent const 4e, Clientstatus s) switch(s) case New:printf (*t%d号乘客进入第d层.n. e. Cl

8、inetID, e. Infloor);break; case GiveUp: printf客放弁等待.nt e. ClinetID) ;breeik; case Out:printfCt%d号乘客走出电梯.n, e. ClinetID);break; case In:printf (Mt%d 号乘客走进电梯.要去第 d 层.rT, e. ClinetID, e. Out floor); break; 安庆师范学院2012计算机卓越班 9/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 default: break; ; Status CreatClient(Client * p=nev Client

9、; if(!p) return OVERFLOW.: p-ClinetID=+ID; printf (%d所能容忍的等待时间：,ID); scanf p-XJivepuTiae=d; p-InTime=TiMe; printfC F-乘客要到达的时间：)； scant InterTime=d; printf(所要到达的楼层:)； scant p-Outfloor=d; hi le(p-Infl oor=r and () % (Maxfloor+1) )=p-X)ut floor); PrintClientInfo(*p. New); return OK; Status DestoryClien

10、t(Client *4p) delete p; p=NULL; return OK; Status GoAbove(Client const else return FALSE, Status CInfloor(Client const Status ClnTiae(Client const 安庆师范学院2012计算机卓越班 10/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 Status COutfloor (Client const define STACK.INIT.SIZE100 存储空间初始分配屋 define STACKINCREMENT50 存储空间分配增呈： 乘客栈 typedef

11、Client*SElemType; typedef struct SEleaType*base; SElemType*top; intstacksize; ClientStack. Status Ini t St ack (Client St ack if(lS.base) return OVERFLOW; S top=S. base; S. stacksize=STACK.INIT.SIZE; return OK; Status Des troySt ack(Cli ent St ack p=S. stacksize) S.base=(SElemType *)realloc(S. base,

12、 (S. stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType); if(IS. base) return OVERFLOW; S top=S base+S stacksize; S. stacksize+=STACKINCR 31 3 NT; *S top+=e; return OK; Status Pop(ClientStack e=*(S top); return OK; void Print St ack (Cl i ent St ack i=S base; while (iS. top) cout(*i+)-X?linetID,; 电梯类型 typed

13、ef struct int floor;/电梯所在层 int ClientNumber; /电梯内人数 EleStatus status; /电梯为前状态 EleStage Stage; 电梯运行时期 安庆师范学院2012计算机卓越班 12/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 int Count;用于电梯计时 int CallUpMaxfloor+1 ;/每层的Up按钮 int CallDovnMaxf 1 oor+1 ; 毎层的Down按钮 int CallCarMaxfloorH; 电梯内的U标层按钮 Cl ient St ack S Maxfl oor+1 ;/乘客栈，要去不同楼层的

14、人放在不同的栈中 jElevator; 电梯类型基本慄作 void InitEle(Elevator E floor=l; E status二Vai ting; E Count =OverTijne; E Stage=Dc-vn; E. Cl i entNimber=O; for(i=0;i=Maxfloor;i+) E. CallUpi=O;E. CallDoni=0;E. CallCari=0; for(i=0;i=Maxfloor;i+) InitStack(E Si); Status CountOver(Elevator return FALSE; return TRUE; ) voi

15、d DestoryEle(Elevator for(i=0;i=Maxfloor;i+) DestroyStack(E. Si); Status El eFloor (Elevator const EleStatus EleStatus(Elevator const Status RequireAbove(Elevator const i=Minfloor; i) if (E.CallCar i 11E. CallDovnti 11E. CallUpi) return TRUE, return FALSE; Status EleAchieved(Elevator if (E. Stage=Up

16、lAE. CallDownE. floorreturn TRUE; if (E. Stage=Dovnreturn TRUE; return FALSE; Status EleOpenDoor(Elevator if (E status=Waiting) if (E.CallDowntE. floor) E. Stage=Don;return TRUE; if (E. CallUpE. floor) E. Stage=Up.retum TRUET return FALSE; EleStage EleDecide(Elevator Above=RequireAbove (E); Below=Re

17、quireBelo(E); if (Above=0McBelo=0) return Stop; else if (E Stage=Up) if (Above 1=0) return Up; else 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 E Stage=Down; return Down; else if (Belowl=0) return Down; else E Stage=Up;return Up; Action ElevatorRun(Elevator E Count =C1 os eTest; return DoorOpened; case Opened: if(E. Stage=Dor

18、A41E. CallCarE. floorJE. Count=DoorTime; break; case Closing: E status=Closed; return DoorClosed; case Taiting: if (E. Count=0) ii(E. iloorl=l) E. CallCar1=1; else ECount; if(EleOpenDoor(E) E status=Opening;E Count=DoorTime;break: case Closed: break; case Moving: 完成移动 if (E. Stage=Up) E. floor+; els

19、eE floor一； return Achieved; E. status=Opening;E. Count=DoorTie; break; ； return None; 安庆师范学院2012计算机卓越班 15/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 单链队列一队列的链式存储结构 typedef Client *QEleType; 等候队列 typedef struct QNode QEleaTypedata; struct QNode *next; QNode, *QueuePtr; typedef struct QueuePtr front; QueuePtr rear; Queue; 等

20、待队列的基本操作 Status Init Queue (VQueue if (IQ. front) return OVERFLOW. Q. front-next=NULL; Q. front-data=NULL; return OK; Status DestroyQueue(WQueue if (Q. front-data) DestoryClient (Q. front-data); else Q front, Q. front=Q. rear; return OK; Status EnQueue(WQueue p=new QNode; if(!p) return OVERFLOW; p-d

21、ata=e;p next=NULL; Q. rear-next=p; Q rear=p; 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 return OK; Status DeQueue(fQueue 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(IQueue Q) if (Q front=Q.rear) return TRUE; else return

22、 FALSE; Status QDelNode(IQueue if (p=NULL11p-next=NULL) return ERROR; q=p-next; p-next=crnext; if (p-next=NULL) Q. rear=p, DestoryClient(q-data); free(p); return OK; Status CGiveUpdQueue p=Q. front; if(p-nextl=NULL) if (p-next-data-XivepuTiBe=01 TotalTijne+=TiMe-InTijne(*(p-next-data); QDelNode (Q,

23、p); GiveUpNuBber+； 安庆师范学院2012计算机卓越班 17/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 elsep-next-data-GivepuTime; return OK; void PrintQueus(fQueue Q) QueuePtr q; int count=0; if (Q. front-next=NULL) goto end; q=Q front-next; hile(q!二NULL) coutsetdata-X?linetID Fcrnext; count*; end: hi 1 e (count+pty(E.SE. floor) E.CallCarE.

24、floor=0; else Pop(E. SE. floor, p) ;E. ClientNuber; InOutCount=InOutTime; PrintClient Inf o (*p, Out); TotalTime+=TiMe-CInTijie(*p)； DestoryClient (p); if(E. CallCarE. floor=0) if (!QueueEmpty(wE. floor E. Stage) DeQueue(E floorE Stage, p); Push(E. SCOutfloor(*p), p); if (E. CallCar COut fl oor (*p)

25、 1=1) E. CallCeir COutfloor (*p) =1; E. ClientNuber+; 安庆师范学院2012计算机卓越班 18/20 栈和队列及其应用电梯模拟 实验三 InOutCount=InOut Tine; Pr intCl ient Inf o (*p. In); else if (E. Stage=Down) E. CallDownE. floor=0; else E. CallUptE. floor=0; void NewClient (Elevator if(GoAbove (*p) EnQueue(wCInfloor (*p) Up,p) ;E. CallUpCInfloor (*p)=l; else EnQueue(CInf 1 oor (*p) Down. p) ;E. CallDonCInfloor(*p)=l; void Print(Elevator break; case DoorClosed:printf (A%t电