数据结构电梯模拟.docx

1、数据结构电梯模拟一、 【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

2、】（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：CallUp0.3 和CallDown1.4。电梯内的五个目标层按钮对应的变量为： CallCar0.4。（2） 、电梯一共有七个状态，即正在开门（ Opening）、已开门（Opene、正在 关门（Closi ng ）、已关门（

3、Closed）、等待（Wait ing ）、移动（Movi ng）、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 EleStackO , 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

4、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】Win dows 7, 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。ADT Clie nt数据对象：D=ai 乘客信息，1=1,2,n, n0数据关系：R=|ai-1,ai D,i=2,n基本操作：Prin tClie ntIn fo(Clie nt con st & e,Clie ntStatus)操作结果：输出乘客信息。CreatClie nt

5、(Clie nt *&p)操作结果：生成新的乘客。DestoryClie nt(Clie nt *&p)操作结果：该乘客离开系统。GoAbove(Clie nt const &e)操作结果：判断该乘客是否去往高层。CInfloor(Client const &e)操作结果：返回乘客进入的楼层。CI nTime(Clie nt const &e)操作结果：返回乘客进入时间。COutfloor(Clie nt const &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ADT Estack数据对象：D=ai 乘客信息，1=1,2,n,n 0

6、数据关系：R=|ai-1,ai D,i=2,n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,i nt floor) 。4、 电梯类型表示电梯的各个属性和所有动作。ADT Elevator数据对象：D=ai 电梯信息，1=1,2,n,n 0基本操作：In itEle(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,WQueue wM

7、axfloo r+12)操作结果：电梯动作决策。ElevatorR un (Elevator & E,WQueue wMaxfloo r+12)操作结果：电梯状态转换。Cou ntOver(Elevator &E)操作结果：判断电梯计时是否完成。EleFloor(Elevator const &E)操作结果：返回电梯所在的层。EleStatus(Elevator const &E)操作结果：返回电梯状态。RequireAbove(Elevator const &E)操作结果：判断是否有高层请求。RequireBelow(Elevator const &E)操作结果：判断是否有低层请求。EleA

8、chieved(Elevator &E)操作结果：判断电梯是否要停于当前层。EleOpe nDoor(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：In Out(Elevator & E,WQueue wMaxfloo r+12)操作结果：进行乘客的进出电梯活动。NewClie nt(Elevator & E,WQueue w52)操作结果：进入新乘客。Prin tStatus(Elevator & E,WQueue w52)操作结果：输出当前状态。Prin t(Elevator & E,Action a)操作结果：输出电梯动作信息。六

9、、【实验源代码】#i nclude #in elude #i nclude #i nclude #in elude #in elude vconi o.h#in clude /所有常量，全局变量和类型定义#defi ne NULL 0#defi ne TRUE 1#defi ne FALSE 0#defi ne OK 1#defi ne ERROR 0#defi ne INFEASIBLE -1安庆师范学院 2012计算机卓越班8 / 20#defi ne OVERFLOW -2#defi ne INT_MAX 32767typedef i nt Status; /Status是函数类型，其值

10、是函数结果状态代码#define Empty 0/电梯状态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;300 /电梯停候超时时间#defi ne CloseTest#defi

11、 ne OverTime#defi ne DoorTime 20#defi ne In OutTime 25#defi ne Maxfloor 4#defi ne Min floor 0long Time=0;long MaxTime;int InO utCou nt=0;int In terTime=0;int ID=0;int GiveUpNumber=O;int TotalTime=0;40 /电梯关门测试时间 /开门关门时间/进岀电梯时间/最高层/最低层/时钟/系统运行最长时间/用于进岀计时/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 str

12、uct int ClinetID; / 乘客编号int Outfloor; / 去哪层int In Time; /该乘客进入时间int GivepuTime; /所能容忍的等待时间int In floor;/ 乘客进入的楼层Clie nt;/乘客类型基本操作void Pri ntClie ntl nfo(Clie nt const & e,Clie ntStatus s) switch(s) case New:printf(t%d 号乘客进入第 层.n,e.ClinetID,e.Infloor);break;case GiveUp:printf(t%d 号乘客放弃等待.n,e.ClinetID

13、);break;case Out:printf(t%d 号乘客走岀电梯.n,e.ClinetID);break;case In:printf(t%d 号乘客走进电梯，要去第 %(层.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 所能容忍的等待时间:,ID); sea nf(%d, &d);p-GivepuTime=d;p-l nTime=Time;p

14、ri ntf(” 下一乘客要到达的时间:);sea nf(%d, &d);In terTime=d;printf(” 所要到达的楼层:);sea nf(%d, &d);p-Outfloor=d;while(p-l nfloor=ra nd()%(Maxfloo r+1)=p-Outfloor);Prin tClie ntln 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.Outfloore.l nfloo

15、r) 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 COutfloor(Client const &e)return e.Outfloor;#define STACK_INIT_SIZE 100 /存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 50 / 存储空间分配增量/乘客栈*SElemType;*base;*top; stacksize;

16、typedef Clie nttypedef struct SElemTypeSElemType intClie ntStack;Status In itStack(Clie ntStack &S)S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*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)f

17、or(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(Clie ntStack & S,SElemType &e)if(S.top=S.base) return ERROR;e=*(-S.top);return

18、 OK;void Pri ntStack(Clie ntStack &S)SElemType *i;i=S.base;while(iS.top)coutCli netIDvv;/电梯类型typedef struct int floor; /电梯所在层int Clie ntNumber;/ 电梯内人数EleStatus status; /电梯当前状态EleStage Stage; /电梯运行时期int Cou nt;/ 用于电梯计时int CallUpMaxfloor+1;/ 每层的 U|：按钮int CallDownMaxfloo叶1;/ 每层的 Down按钮int CallCarMaxflo

19、 o叶1;/ 电梯内的目标层按钮ClientStack SMaxfloo叶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=0;E.CallCari=0;for(i=0;i=Maxfloor;i+) Ini tStack(E.Si);Status C

20、ou 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(Elevator const &E)return E.status;Status RequireAbove(Elevator const &E)for(i nt i=E.fl

21、oor+1;i=Minfloor;i-)if(E.CallCari|E.CallDow ni|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=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;i

22、f(E.Stage=Dow n&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;if(E.CallUpE.floor)

23、 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;else E.Stage=Up;retur n Up;Actio

24、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) E.status=Clos in g;E.Cou nt=DoorTime; break;case Clos ing:E.status=Clo

25、sed;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:/完成移动if(E.Stage=Up) E.floo 叶+;else E.floor-;retur n Achieved;E.status=Ope nin g;E.Cou nt=DoorTime;break;return None

26、;/单链队列-队列的链式存储结构typedef Clie nt *QEIemType;/等候队列typedef struct QNode QEIemType data;struct QNode *n ext;QNode,*QueuePtr;typedef struct QueuePtr front;QueuePtr rear;WQueue;/等待队列的基本操作Status Ini tQueue(WQueue &Q)Q.fro nt=Q.rear=new 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,QElemType e)QueuePtr