电梯模拟系统

数据结构课程设计学 院： 信息科学与工程学院专 业： 计算机科学与技术班 级： 计算机1112班学 号： 20111221249学生姓名： 田 丰指导教师： 赵亚欧2013 年 3 月 10 日电梯模拟系统一、实验内容 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。五个楼层由下至上一次为地下层、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，将来到该层候命。2、 乘客可随机地进出于任何层。对每个人来说，他有一个能忍耐的最长等待时间，一旦等候电梯时间过长，他将放弃。3、 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）。4、 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。选作内容：1、 增加电梯数量，模拟多电梯系统2、 某高校的一座30层住宅楼有三部电梯，每梯最多15人。大楼每层8户，每户平均3.5人，每天早晨平均每户有3人必须在7时之前离开大楼去上班或上学。模拟该电梯系统，并分析分别在一梯、二梯和三梯运行情况下，下楼高峰期间各层的住户应提前多少时间后梯下楼？研究多提运行最佳策略。二、数据结构设计 栈的定义如下： /定义栈结构体typedef struct SNodeint Number; /乘客编号struct SNode *next;SNode,*Stack;/定义栈的操作int InitStack(Stack &S); /初始化栈int EmptyStack(Stack S); /检测栈是否为空int GetTop(Stack S); /获得栈顶元素int Push(Stack &S,int number); /入栈int Pop(Stack S); /出栈队列的定义如下：/定义队列节点typedef struct QNodeint Number; /乘客编号 int InFloor; /进电梯楼层int OutFloor; /出电梯楼层int GiveupTime; /忍耐时间int Time; /进入系统的时间struct QNode *next;QNode,*QueuePtr;/定义队列typedef structQueuePtr front; /队首指针QueuePtr rear; /队尾指针Queue;/定义队列的操作int InitQueue(Queue &Q); /初始化队列int EmptyQueue(Queue Q); /检测队列是否为空QNode GetFront(Queue Q); /获得队首元素QNode GetElem(Queue Q,int i); /获得第i个元素int GetLength(Queue Q); /测量队列长度int EnQueue(Queue &Q,QNode elem); /入队int DeQueue(Queue &Q); /出队int DeElem(Queue &Q,int i); /删除第i个元素void PrintQueue(Queue &Q); /输出队列三、算法设计3.1 功能模块图3.2 算法思路3.2.1实现方法void Welcome(void); /欢迎界面void EnSystem(void); /进入系统void QueueElevator(void); /排队等候电梯int IsQueue(void); /检测是否进入系统（可以排队等候电梯）void Giveup(void); /放弃等候电梯void EnElevator(void); /进入电梯void DeElevator(void); /离开电梯void ChangeState(void); /改变电梯状态void OpenDoor(void); /打开电梯门void CloseDoor(void); /关闭电梯门void InAndOut(void); /乘客进出电梯void UpElevator(void); /电梯上升void DownElevator(void); /电梯下降void Search(void); /查询下一步指示void SetState(void); /置Statevoid Thread(void); /线程控制3.2.2 设计思想（1）定义全局变量int MaxTime; /系统运行最长时间int SystemTime=0; /系统时间int Floor=1; /电梯当前位置int D1=0,D2=0,D3=0; int State=Idle; /电梯当前状态int CallCarMaxFloor=0; /出电梯按钮int CallUpMaxFloor=0; /进电梯按钮（上）int CallDownMaxFloor=0; /进电梯按钮（下） Queue Q; /系统队列Queue QueMaxFloor2; /等候电梯队列Stack ElevatorMaxFloor; /电梯栈 （2）主函数模块int main(int argc, char* argv)int i;int TimeMeter=0; /初始化系统队列InitQueue(Q); /初始化等候队列for(i=0;iMaxFloor;i+)InitQueue(QueiGoingUp-1);InitQueue(QueiGoingDown-1); /初始化电梯栈for(i=0;iMaxFloor;i+)InitStack(Elevatori); /欢迎界面Welcome(); /乘客进入系统EnSystem();printf(n电梯在1楼静候t（系统时间：%dt）n,SystemTime);while(SystemTime=MaxTime)/线程控制Thread();/初始化状态，电梯在一楼静候if(State=Idle & !D1 & !D3)for(i=0;iMaxFloor;i+)if(CallUpi | CallDowni)break;if(i=Floor) /乘客在该层等候 if(CallUpi) State=GoingUp; if(CallDowni) State=GoingDown; OpenDoor();else if(iFloor & i=300)D2=0;if(Floor!=1) printf(电梯已经静候300t，即将到达一楼静候t（系统时间：%dt）n,SystemTime); SetState();TimeMeter=0;return 0;（3）其他模块说明（用文字描述，不要代码）1、欢迎界面在运行界面中输出“欢 迎 来 到 电 梯 模 拟 系 统”和“请输入乘客信息”字样，提示用户输入相关信息。2、进入系统通过“请输入第i位乘客信息”等提示信息引导用户输入每一位乘客的信息，并对所输入的信息进行逻辑检查，若发现错误，提示用户重新输入。全部乘客信息输入结束后，计算出系统运行的最长时间（MaxTime），并将全部乘客信息暂时存储在队列Q中。3、 检测是否进入系统（可以排队等候电梯）检测队列Q中乘客进入系统的时间（Time）是否小于或等于系统时间（SystemTIme），若是，返回1；若非，返回0.4、 排队等候电梯将队列Q中的乘客信息转移到队列数组QueInFloorstate中，InFloor表示乘客等候电梯（进入电梯）的楼层，state表示乘客上楼还是下楼。5、 放弃等候电梯将队列数组Quefloorstate中忍耐时间（GiveupTime）小于系统时间（SystemTime)的乘客信息删除掉（出队）。6、 进入电梯将队列数组InFloorstate中的乘客信息转移到栈ElevatorOutFloor中，OutFloor表示乘客离开电梯的楼层，并将CallCarOutFloot置1。7、 离开电梯将栈ElevatorOutFloor清空。8、 改变电梯状态如果没有乘客等待电梯（CallCar、CallUp、CallDown都为零），置电梯的状态（State）为静候（Idle）；如果电梯的状态为上升（GoingUp），检测电梯楼上（Floor+1MaxFloor）是否有乘客等候电梯，若有，状态不变，若没有，状态置反；如果电梯的状态为下降（GoingDown），检测电梯楼下（Floor-10）是否有乘客等候电梯，若有，状态不变，若没有，状态置反。9、 打开电梯门10、 关闭电梯门将CallCarFloor置零。如果电梯状态上升，将CallUpFloor置零；如果电梯状态下降，将CallDownFloor置零。11、乘客进出电梯检测是否有乘客进出电梯。若有，依次执行DeElevator（）和EnElevator（）；若无，再进行76t时间的重复检测，76t之后，仍然没有乘客进出电梯，电梯门关闭。12、 电梯上升若电梯处于顶层（MaxFloor)，停止上升，否则电梯上升一层。之后，检测是否要开门，需要则开门，否则执行ChangeState()和Search()。13、 电梯下降若电梯处于底层（0），停止下降，否则电梯下降一层。之后，检测是否要开门，需