数据结构电梯模拟讲解.docx
- 文档编号:28860447
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:72.75KB
数据结构电梯模拟讲解.docx
《数据结构电梯模拟讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数据结构电梯模拟讲解.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
数据结构电梯模拟讲解
数据结构
课
程
实
验
报
告
姓名:
陈东
学号:
070612146
一、【实验目的】
帮助学生熟练掌握线性表的基本操作在链表结构中的实现,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“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向上的按钮。
对应的变量为:
CallUp[0..3]和CallDown[1..4]。
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,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中,对应变量为EleStack[0…4]。
(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。
四、【实验环境】
Windows7,VC++6.0
五、【测试数据及其结果】
1、乘客类型
反映乘客的所有属性。
ADTClient
数据对象:
D={ai∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}
数据关系:
R={
基本操作:
PrintClientInfo(Clientconst&e,ClientStatus)
操作结果:
输出乘客信息。
CreatClient(Client*&p)
操作结果:
生成新的乘客。
DestoryClient(Client*&p)
操作结果:
该乘客离开系统。
GoAbove(Clientconst&e)
操作结果:
判断该乘客是否去往高层。
CInfloor(Clientconst&e)
操作结果:
返回乘客进入的楼层。
CInTime(Clientconst&e)
操作结果:
返回乘客进入时间。
COutfloor(Clientconst&e)
操作结果:
返回乘客进入时间。
}
2、乘客栈类型
电梯内的乘客用乘客栈表示,去不同楼层的乘客放在不同的栈中。
ADTEstack
数据对象:
D={ai∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}
数据关系:
R={
基本操作:
略。
}
3、等候队列类型
在电梯外等待的乘客用等待队列表示。
每层各有两个等待队列,分别为上楼队列和下楼队列。
与一般队列不同的是在基本操作中加入了放弃操作CGiveUp(WQueue&Q,intfloor)。
4、电梯类型
表示电梯的各个属性和所有动作。
ADTElevator
数据对象:
D={ai∈电梯信息,I=1,2,…,n,n≥0}
基本操作:
InitEle(Elevator&E)
操作结果:
初始化电梯类型。
DestoryEle(Elevator&E)
操作结果:
销毁电梯类型。
EleDecide(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2])
操作结果:
电梯动作决策。
ElevatorRun(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2]){
操作结果:
电梯状态转换。
CountOver(Elevator&E)
操作结果:
判断电梯计时是否完成。
EleFloor(Elevatorconst&E)
操作结果:
返回电梯所在的层。
EleStatus(Elevatorconst&E)
操作结果:
返回电梯状态。
RequireAbove(Elevatorconst&E)
操作结果:
判断是否有高层请求。
RequireBelow(Elevatorconst&E)
操作结果:
判断是否有低层请求。
EleAchieved(Elevator&E)
操作结果:
判断电梯是否要停于当前层。
EleOpenDoor(Elevator&E)
操作结果:
判断电梯是否要开门。
}
5、高楼模块
实现电梯和乘客之间的互交功能。
包括:
InOut(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2])
操作结果:
进行乘客的进出电梯活动。
NewClient(Elevator&E,WQueuew[5][2])
操作结果:
进入新乘客。
PrintStatus(Elevator&E,WQueuew[5][2])
操作结果:
输出当前状态。
Print(Elevator&E,Actiona)
操作结果:
输出电梯动作信息。
六、【实验源代码】
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//所有常量,全局变量和类型定义
#defineNULL0
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASIBLE-1
#defineOVERFLOW-2
#defineINT_MAX32767
typedefintStatus;//Status是函数类型,其值是函数结果状态代码
#defineEmpty0
//电梯状态
enumEleStatus{Opening,Opened,Closing,Closed,Moving,Decelerate,Waiting};
enumAction{DoorOpened,DoorClosed,GoingUp,GoingDown,Achieved,None};
enumEleStage{Up,Down,OpenDoor,Stop};
enumClientStatus{New,GiveUp,In,Out,Finish};
#defineCloseTest40//电梯关门测试时间
#defineOverTime300//电梯停候超时时间
#defineDoorTime20//开门关门时间
#defineInOutTime25//进出电梯时间
#defineMaxfloor4//最高层
#defineMinfloor0//最低层
longTime=0;//时钟
longMaxTime;//系统运行最长时间
intInOutCount=0;//用于进出计时
intInterTime=0;//下一乘客进入系统的时间
intID=0;//乘客编号
intGiveUpNumber=0;//乘客放弃的数目
intTotalTime=0;//总共等待时间
//乘客类型
typedefstruct{
intClinetID;//乘客编号
intOutfloor;//去哪层
intInTime;//该乘客进入时间
intGivepuTime;//所能容忍的等待时间
intInfloor;//乘客进入的楼层
}Client;
//乘客类型基本操作
voidPrintClientInfo(Clientconst&e,ClientStatuss)
{
switch(s){
caseNew:
printf("\t%d号乘客进入第%d层.\n",e.ClinetID,e.Infloor);break;
caseGiveUp:
printf("\t%d号乘客放弃等待.\n",e.ClinetID);break;
caseOut:
printf("\t%d号乘客走出电梯.\n",e.ClinetID);break;
caseIn:
printf("\t%d号乘客走进电梯,要去第%d层.\n",e.ClinetID,e.Outfloor);break;
default:
break;
};
}
StatusCreatClient(Client*&p)
{
intd;
p=newClient;
if(!
p)returnOVERFLOW;
p->ClinetID=++ID;
printf("%d所能容忍的等待时间:
",ID);
scanf("%d",&d);
p->GivepuTime=d;
p->InTime=Time;
printf("下一乘客要到达的时间:
");
scanf("%d",&d);
InterTime=d;
printf("所要到达的楼层:
");
scanf("%d",&d);
p->Outfloor=d;
while((p->Infloor=rand()%(Maxfloor+1))==p->Outfloor);
PrintClientInfo(*p,New);
returnOK;
}
StatusDestoryClient(Client*&p)
{
deletep;
p=NULL;
returnOK;
}
StatusGoAbove(Clientconst&e)
{
if(e.Outfloor>e.Infloor)returnTRUE;
elsereturnFALSE;
}
StatusCInfloor(Clientconst&e)
{
returne.Infloor;
}
StatusCInTime(Clientconst&e)
{
returne.InTime;
}
StatusCOutfloor(Clientconst&e)
{
returne.Outfloor;
}
#defineSTACK_INIT_SIZE100//存储空间初始分配量
#defineSTACKINCREMENT50//存储空间分配增量
//乘客栈
typedefClient*SElemType;
typedefstruct{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;
}ClientStack;
StatusInitStack(ClientStack&S)
{
S.base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
if(!
S.base)returnOVERFLOW;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
StatusDestroyStack(ClientStack&S)
{
SElemType*p;
if(S.base)
{
for(p=S.base;p DestoryClient(*p); free(S.base); } returnOK; } StatusClearStack(ClientStack&S) { if(! S.base)returnERROR; S.top=S.base; returnOK; } StatusStackEmpty(ClientStackS) { if(S.top==S.base)returnTRUE; elsereturnFALSE; } StatusStackLength(ClientStackS) { returnS.top-S.base; } StatusGetTop(ClientStackS,SElemType&e) { if(! S.base)returnERROR; e=*(S.top-1); returnOK; } StatusPush(ClientStack&S,SElemTypee) { if(! S.base)returnERROR; if(S.top-S.base>=S.stacksize){ S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType)); if(! S.base)returnOVERFLOW; S.top=S.base+S.stacksize; S.stacksize+=STACKINCREMENT; } *S.top++=e; returnOK; } StatusPop(ClientStack&S,SElemType&e) { if(S.top==S.base)returnERROR; e=*(--S.top); returnOK; } voidPrintStack(ClientStack&S) { SElemType*i; i=S.base; while(i cout<<(*i++)->ClinetID<<''; } //电梯类型 typedefstruct{ intfloor;//电梯所在层 intClientNumber;//电梯内人数 EleStatusstatus;//电梯当前状态 EleStageStage;//电梯运行时期 intCount;//用于电梯计时 intCallUp[Maxfloor+1];//每层的Up按钮 intCallDown[Maxfloor+1];//每层的Down按钮 intCallCar[Maxfloor+1];//电梯内的目标层按钮 ClientStackS[Maxfloor+1];//乘客栈,要去不同楼层的人放在不同的栈中 }Elevator; //电梯类型基本操作 voidInitEle(Elevator&E) { inti; E.floor=1; E.status=Waiting;E.Count=OverTime; E.Stage=Down; E.ClientNumber=0; for(i=0;i<=Maxfloor;i++) { E.CallUp[i]=0;E.CallDown[i]=0;E.CallCar[i]=0; } for(i=0;i<=Maxfloor;i++)InitStack(E.S[i]); } StatusCountOver(Elevator&E) { if(E.Count){ E.Count--;returnFALSE; } returnTRUE; } voidDestoryEle(Elevator&E) { inti; for(i=0;i<=Maxfloor;i++)DestroyStack(E.S[i]); } StatusEleFloor(Elevatorconst&E) { returnE.floor; } EleStatusEleStatus(Elevatorconst&E) { returnE.status; } StatusRequireAbove(Elevatorconst&E) { for(inti=E.floor+1;i<=Maxfloor;i++) if(E.CallCar[i]||E.CallDown[i]||E.CallUp[i])returnTRUE; returnFALSE; } StatusRequireBelow(Elevatorconst&E) { for(inti=E.floor-1;i>=Minfloor;i--) if(E.CallCar[i]||E.CallDown[i]||E.CallUp[i])returnTRUE; returnFALSE; } StatusEleAchieved(Elevator&E) { if(E.CallCar[E.floor])returnTRUE; if(E.Stage==Up&&E.CallUp[E.floor]||E.Stage==Down&&E.CallDown[E.floor]) returnTRUE; if(E.Stage==Up&&E.CallDown[E.floor]&&! RequireAbove(E)) { E.Stage=Down;returnTRUE; } if(E.Stage==Down&&E.CallUp[E.floor]&&! RequireBelow(E)) { E.Stage=Up;returnTRUE; } returnFALSE; } StatusEleOpenDoor(Elevator&E) { if(E.CallCar[E.floor]||E.CallDown[E.floor]&&E.Stage==Down||E.CallUp[E.floor]&&E.Stage==Up) returnTRUE; if(E.status==Waiting){ if(E.CallDown[E.floor]){E.Stage=Down;returnTRUE;} if(E.CallUp[E.floor]){E.Stage=Up;returnTRUE;} } returnFALSE; } EleStageEleDecide(Elevator&E) { intAbove,Below; Above=RequireAbove(E); Below=RequireBelow(E); if(Above==0&&Below==0)returnStop; else{ if(E.Stage==Up){ if(Above! =0)returnUp; else{ E.Stage=Down;returnDown; } } else{ if(Below! =0)returnDown; else{ E.Stage=Up;returnUp; } } } } ActionElevatorRun(Elevator&E) { switch(E.status) { caseOpening: E.status=Opened;E.Count=CloseTest; returnDoorOpened; caseOpened: if(E.Stage==Down&&! E.CallCar[E.floor]&&! E.CallDown[E.floor]|| E.Stage==Up&&! E.CallCar[E.floor]&&! E.CallUp[E.floor]) {E.status=Closing;E.Count=DoorTime;}break; caseClosing: E.status=Closed; returnDoorClosed; caseWaiting: if(E.Count==0){ if(E.floor! =1)E.CallCar[1]=1; } elseE.Count--; if(EleOpenDoor(E)){ E.status=Opening;E.Count=DoorTime;break; } caseClosed: break; caseMoving: //完成移动 if(E.Stage==Up)E.floor++; elseE.floor--; returnAchieved; E.status=Opening;E.Count=DoorTime; break; }; returnNone; } //单链队列--队列的链式存储结构 typedefClient*QElemType; //等候队列 typedefstructQNode{ QElemTypedata; structQNode*next; }QNode,*QueuePtr; typedefstruct{ QueuePtrfront; QueuePtrrear; }WQueue; //等待队列的基本操作 StatusInitQueue(WQueue&Q) { Q.front=Q.rear=newQNode; if(! Q.front)returnOVERFLOW; Q.front->next=NULL; Q.front->data=NULL; returnOK; } StatusDestroyQueue(WQueue&Q) { while(Q.front) { Q.rear=Q.front->next; if(Q.front->data)DestoryClient(Q.front->data); elseQ.front; Q.front=Q.rear; } returnOK; } StatusEnQueue(WQueue&Q,Q
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数据结构 电梯 模拟 讲解