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 SNode{int 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 QNode{int 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 struct{QueuePtr 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 CallCar[MaxFloor]={0}; //出电梯按钮int CallUp[MaxFloor]={0}; //进电梯按钮（上）int CallDown[MaxFloor]={0}; //进电梯按钮（下）Queue Q; //系统队列Queue Que[MaxFloor][2]; //等候电梯队列Stack Elevator[MaxFloor]; //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;i<MaxFloor;i++){InitQueue(Que[i][GoingUp-1]);InitQueue(Que[i][GoingDown-1]);}//初始化电梯栈for(i=0;i<MaxFloor;i++)InitStack(Elevator[i]);//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;i<MaxFloor;i++)if(CallUp[i] || CallDown[i])break;if(i==Floor) //乘客在该层等候{if(CallUp[i])State=GoingUp;if(CallDown[i])State=GoingDown;OpenDoor();}else{if(i<Floor) //乘客在楼下等候{State=GoingDown;Search();}elseif(i>Floor && i<MaxFloor) //乘客在楼上等候{State=GoingUp;Search();}}}State=Idle;TimeMeter++; //计时器计时SystemTime++; //系统时间//设置电梯Stateif(TimeMeter>=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Que[InFloor][state]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Que[floor][state]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[InFloor][state]中的乘客信息转移到栈Elevator[OutFloor]中，OutFloor表示乘客离开电梯的楼层，并将CallCar[OutFloot]置1。

7、离开电梯将栈Elevator[OutFloor]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+1～MaxFloor）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-1～0）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CallCar[Floor]置零。

如果电梯状态上升，将CallUp[Floor]置零；如果电梯状态下降，将CallDown[Floor]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，需要则开门，否则执行ChangeState()和Search()。

14、查询下一步指示如果电梯是上升状态，则执行UpElevator()；如果电梯是下降状态，则执行DownElevator()。

15、置State将电梯下降（或上升）到一楼，并设置电梯状态为静候（Idle）。

16、线程控制每当系统的时间发生变化，执行此函数，检测是否有乘客进入系统和放弃等候电梯。

四、测试数据及程序运行情况10。