数据结构电梯模拟

1、数据结构课程实验报告姓名：陈东学号：070612146一、【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】 3六、【实验源代码】5一、【实验目的】帮助学生熟练掌握线性表的基木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

2、、【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“木垒层”，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、4o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CallDown1.4o电梯内的五个目标层按钮对应的变量为：CallCar0.4o(2) 、电梯一共有七个状态，即正在开门(Opening)、己开门(Opened).正在 关门(Closing)

3、、己关门(Closed)、等待(Waiting)、移动(Moving)、减速(Decelerate)。(3) 、乘客可随机地进岀于任何层。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）：有人进岀时，电梯每隔40t测试一次，若无人进

4、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】Windows 7Z 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 Client数据对象：D=aie乘客信息,1=1,2,.,n,n0数据关系：R= | ai-l,aieD,i=2,.,n基本操作：PrintClientliifo(Client const &e,ClientStatus)操作结果：输出乘客信息。CreatClient(Client *&p

5、)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(Client const &e)操作结果：判断该乘客是否去往高层。CIiifloor(Client const &e)操作结果：返回乘客进入的楼层。CInTime(Client const &e)操作结果：返回乘客进入时间。COutfloor(Client 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=aie乘客信息,1=1,2,.,n,n0数据关系：R= | ai-l,a

6、ieD,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CGiveU p (W Queue&Q,int 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=aie电梯信息zI=l,2z.zn,n0基本操作：IiiitEle (Elevator &E)操作结果：初始化电梯类型。DestoiyEle(Elevator &E)操作结果：销毁电梯类型。EleDecide(Elevator &EzWQueue wMaxfloor+l 2)操

7、作结果：电梯动作决策。ElevatorRun(Elevator &E,WQueue w 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(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。Ele Achieved (Eleva

8、tor &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,WQueue wMaxfloor+l 2)操作结果：进行乘客的进出电梯活动。NewClient(Elevator &E,WQueue w2)操作结果：进入新乘客。PrintStatus(Elevator &E,WQueue w2)操作结果：输出当前状态。Print(Elevator &E,Action a)操作结果：输出电梯动作信息。C:UsersderrackDesktopDAimG

9、_2011102200001827HDDebugtest来XK林炭*楙耕林耕*給*紐初初探 双迎使用 电梯模拟系统谙输入电梯的运行时间：10001所能容忍的等待时间：500 下一乘客要到达的时间：2QQ 所要到达的楼层：51号乘客进入第3层. 2所能容忍的等待时间：30。 下一乘客要到达的时间：150所要到达的楼层：32号乘客进入第2层.3所能容忍的等待时间：250 下一乘客要到达的时间：100 所要到达的楼层M3号乘客进入第1层.电梯门己打开.3号乘客走进电梯，要去第4层. 电梯门己关闭.4所能容忍的等待时间：200下一乘客要到达的时间：150 所要到达的楼层：34号乘客进入第2层.1号乘客

10、放弃等待.2号乘客应弃等待.六、【实验源代码】#iiiclude #iiiclude #iiiclude #iiiclude #include #include #iiiclude /所有常虽，全局变虽和类型定义#define NULL0#define TRUE1#define FALSE0#define OK1#define ERROR0 #define INFEASIBLE -1#define OVERFLOW -2#define INT.MAX 32767typedef int Status;/Status是函数类型，其值是函数结果状态代码#define Empty。/电梯状态enum

11、EleStattisOpeiiiiig/Opened,ClosingzClosed,Moving/Decelerate,Waiting;enum ActionDooi-OpenedzDooraosed,GoingUpzGoingDownzAcliievedzNoneenum EleStageUpzDownzOpeiiDoor,Stop;enum ClientStatusNew,GiveUpzInzOtitzFinish;#define CloseTest40/电梯关门测试时间#define CXrerTinie 300/电梯停候超时时间#define DoorTime 20/开门关门时间#de

12、fine IiiOutTinie 25/进出电梯时间#define Maxfloor 4/最高层# define Minfloor 0/最低层long Tiine=0;时钟long MaxTiine;/系统运行最长时间int IiiOutCotuit=0;/用于进出计时int IiiterTime=0;/卜一乘客进入系统的时间int ID=0;/乘客编号int GiveUpNumber=O;/乘客放弃的数目int TotalTime=0;/总共等待时间/乘客类型typedef struct int QiiietlD; /乘客编号int Outfloor; /去哪层int InTime;/该乘客

13、进入时间int GivepuTime;/所能容忍的等待时间int Infloor;/乘客进入的楼层 Client;/乘客类型基木操作void PriiitClientIiifo(Client const &e,ClientStatus s)switchC) case New:printf( t%d号乘客进入第(1 层.n,e.CliiietID,e.Infloor);bieak;case GiveUp: printf( t%d号乘客放弃等待.n ze.ClinetID);break;case Out: printf(,t%d号乘客走出电梯.n,e.ClinetID);break;case In

14、:printf( t%d号乘客走进电梯，要去第%d.nze.ClinetIDze.Outfloor);break;default: break;Status CreatClieiit(Client 裤&p)int d;p=new Client;if(!p) return OVERFLOW; p-ClinetID=+ID;printff % InTinie=Tinte;printf(”卜一乘客要到达的时间门;scanf(%d：&d);IiiterTime=d;printff所要到达的楼层门；scanf(%d：&d); p-Outfloor=d; wliile(p-Infloor=rand()%(

15、Maxfloor+l)=p-Outfloor); PrintClientIiifo(*p,New);return OK;Status DestoryTClient(Client *&p)delete p; p=NULL; return OK;Status Go Above (Client const &e)if(e.Outfloore.Iiifloor) return TRUE; else return FALSE;Status CInfloor(Client const &e)return e.Inflooi；Status CInTinie(Client const &e)return e.

16、 InTime;Status COtttfloor(Clieiit const &e)return e.Otitfloor;#define STACKJNIT_SIZE 100 /存储空间初始分配虽#define STACKINCREMENT 50/ 存储空间分配增虽*SEleniType;*base;op； stacksize;/乘客栈 typedef Client typedef struct SElemType SElemType int ClientStack;Status InitStack(ClientStack &S)S.base=(SElemType *)nialloc(STA

17、CK_INir_SIZE*sizeof(SElemType); if(IS.base) return OVERFLOW;S.top=S.base;S.stacksize=STACKJNIT_SIZE;return OK;Status DestioyStack(ClientStack &S) SElemType *p;if(S.base)Destor-Client(*p);free(S.base);return OK;Status ClearStack(ClientStack &S) if(IS.base) return ERROR; S.top=S.base;return OK;Status

18、StackEmpty(ClientStack S)if(S.top=S.base) return TRUE;elsereturn FALSE;Status StackLength(ClientStack S)return S.top Sbase;Status GetTop (ClientStack SzSElemType &e)if(!S.base) return ERROR;e=*(S.top-l); return OK;Status Push(ClientStack &SElemType e) if(!S.base) return ERROR;if(S.topSbase=S.stacksi

19、ze) S.base=(SElemType *)realloc(S.basez(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType); if(!S.base) return OVERFLOW;S.stacksize+=STACKINCREMENT;*S.top+=e;return OK;Status Pop (ClientStack &S,SElemType &e) if(S.top=S.base) return ERROR; e=*(-S.top);return OK;void PriiitStack(ClientStack &S)SElemType *

20、i;i=S.base;wliile(iClinetID*/电梯类型fypedef struct int floor; /电梯所在层int ClientNumber; / / 电梯内人数 EleStatus status; / /电梯当前状态 EleStage Stage; /电梯运行时期int Count;/用丁电梯计时int CallUpMaxfloor+l;/ 每层的Up按钮int CallDownMaxfloor+l;/每层的Down按钮int CallCarMaxfloor+l;/ 电梯内的 11 标层按钮ClientStackSMaxfloor+l； / /乘客栈，要去不同楼层的人放

21、在不同的栈中 Elevator;/电梯类型基木操作void InitEle(Elevator &E)inti;E.floor=l;E .status=W aitiiig;E. C otmt=OrerT inie;E.Stage=Down;E.ClientNumber=O;for(i=0;i=Maxfloor;计+)E.CallUp(i=0;E.CallDowni=0;E.CallCari=0;for(i=0;i=Maxfloor;i+) InitStack(E.Si);Status CouiitOvei-(Elevator &E)if(E.Cotuit) E Count;return FALS

22、E;return TRUE;)void Destoi?rEle (Elevator &E)int i;for(i=0;i=Maxfloor;计+) DestroyStack(E.Si);Status EleFloor(Elevator const &E)return E.floor;)EleStatus EleStatus(Elevator const &E)return E.status;)Status Require Above (Elevator const &E)for(int i=Eflooir+l;i=Miiifloor;i)if(E.CallCari | | E.CallDown

23、i | | E.CallUpi) return TRUE;return FALSE;Status EleAcliieved(Elevator &E)if(E.CallCarE.floor) rettun TRUE;if(E.Stage=Up&E.CallUpE.floor | | E.Stage=Down&E.CallDownE.floor) return TRUE;if(E.Stage=Up&E. CallDo wn(E.floor & & IRequire Above(E)E.Stage=Down;rettirn TRUE;if (E .Stage=Do wn&E.CallUpE.floo

24、r&!RequireBelow(E)E .Stage=Up;retum TRUE;return FALSE;Status EleOpenDoor (Elevator &E)if(E.CallCarE.floor | | E.CallDownE.floor&E.Stage=Down | | E.CallUpE.floor&E.Stage=Up) return TRUE;if(E.status=Waiting) if(E.CallDownE.floor) E.Stage=Down;rettirn TRUE;if(E.CallUpE.floor) E.Stage=Up;retum TRUE;retu

25、rn FALSE;EleStage EleDecide (Elevator &E)int Above,Below;Above=RequireAbove(E);Below=ReqttiieBelow(E);if(Above=0&Below=0) return Stop;elseif(E.Stage=Up) if(Above!=0) return Up;elseE .Stage=Down;rettirn Down;elseif (Below!=0) return Down;elseE.Stage=Up;retum Up;I)Action ElevatorRun(Elevator &E)switdi

26、(E. status)case Opening:E.status=Opened;E Count=ClosETest;return DoorOpened;case Opened:if(E.Stage=Down&!E.CallCarE.floor&!E.CallDownE.floor | | E.Stage=Up &!E.CaUCarE.floor&!E.CaUUpE.floor) E.status=Closing;E.Couiit=DoorTinie; breetk;case Closing:E.status=Closed;return DoorClosed;case Waiting:迅ECou

27、nt=0) if(E.floor!=l) E.CallCarl=l;else E Count;if(EleOpenDoor(E) E.status=Opeiiiiig;E.Couiit=DoorTinie;break;case Closed:break;case Moving:/完成移动if(E.Stage=Up) E.floor+;elseE.floor;return Acliieved;E.status=Opening;E.Count=DoorTmie;break;I;return None;/单链队列-队列的链式存储结构typedef Client *QElemType;/等候队列typ

28、edef struct QNode QElemTypedata;struct QNode *next;QNode,*QtieuePti-;typedef struct QueuePtr front;QueuePtrrear;JWQueue;/等待队列的基木操作Status InitQtietie(WQtieue &Q)Q.front=Q.rear=new QNode;if(IQ.front) return OVERFLOW;Q.front-iiext=MULL;Q.front-data=NULL;return OK;Status DestioyQuetieflVQueue &Q)wliile(

29、Q.front)Q.reai=Q.front-next;if(Q.front-data) DestoryClient(Q.front-data); else Q front;Q.front=Q.rear;return OK;)Status EnQtieue(VVQtieue &Q,QElemType e)QueuePtr p;p=new QNode;if(!p) return OVERFLOW;p-data=e;p-next=NULL;Q.rear-next=p;Q.rear=p;return OK;Status DeQueue(WQueue &QzQElemType &e)QueuePtr

30、p;if(Q.front=Q.reainext;e=p-data;Q.front-iiext=p-next;if(Q.rear=p) Q.reai=Q.front;free(p);return OK;Status QtteueEmpt0 VQueue Q)if(Q.front=Q.reeir) return TRUE;else return FALSE;Status QDelNode(VVQueue &Q/QueuePtr p)QueuePtr q;if(p=NULL | | p-next=NULL) return ERROR; q=p-next;p-next=q-next;if(p-next

31、=NULL) Q.rear=p;Destory Client (q data);&ee(p);return OK;QueuePtr p; p=Q.front; if(p-next!=NULL)PrintClientIiifo(*(p-next-data)zGiveUp);TotalTime+=Tinie-CInTiine(*(p-next-data);QDelNode (Q, p);GiveUpNtmiber+;else p-next-dataGivepuTime; return OK;)void PriiitQueueOVQueue Q)QueuePtr q;int count=0;if(Q

32、.front-next=NULL) goto end; q=Q.front-next;wliile(q!=NULL)coutsehv(3)q-data-ClinetIDnext;cotuit+;end:wliile(count+=4) coutf H;void InOut(Elevator &E,WQueue wMaxfloor+l2)Client *p;if(E. CallC ar E .floor)if(StackEmpty(E.SE.floor) E.CallCarE.floor=0; elsePop(E .SE. floor ,p);E ClieiitN timber;InOu tCo

33、unt=InOutT ime;PrintClientIiifo(*p,Out);TotalTime+=Tinie-CInTiiiie(*p); Destory Client(p);Iif(E.CallCarE.floor=0)if (!QueueEmpty(wE.floor E.Stage)IDeQueue(wE.floor E.Stagezp);Push(E.SCOutfloor(*p),p); if(E.CallCarCOutfloor(*p)!=l) E.CallCarCOtitfloor(*p)=l;E ClientNumber+;IiiOtitCouiit=InOutTiiiie;PrintClientInfo(*p,In);if(E.Stage=Down) E.CdlDownE.floor=0;else E.CallUpE.floor=0;void NewClient(Elevator &EWQuetie w5 2)Client *p;CreatClient(p);if(G