数据结构课程设计报告(模拟电梯)

山东理工大学计算机学院课程设计

（数据结构）

班级

姓名

学号

指导教师

二〇一二年一月十日

课程设计任务书及成绩评定

课题名称电梯模拟

Ⅰ、题目的目的和要求：

巩固和加深对数据结构的理解，通过上机实验、调试程序，加深对课本知识的理解，最终使学生能够熟练应用数据结构的知识写程序。

（1）通过本课程的学习，能熟练掌握几种基本数据结构的基本操作。

（2）能针对给定题目，选择相应的数据结构，分析并设计算法，进而给出问题的正确求解过程并编写代码实现。

此程序是一个简单的模拟电梯升降的系统。在现实中，电梯系统要由乘客和电梯相互作用而形成的一个灵活的系统，电梯升降需要人的指令，而人也可以在等待时间过长而离开。虽然他们的行为可能受对方的作用，但是他们的行为是基本独立的。所以在这个程序模拟中，我将其分成几个抽象数据类型，并且做好每一部份的相互联系。在程序运行中输入乘客所进入的楼层，将要去的楼层，等待最长时间等数据可以完成其模拟。而这个系统可以很好的模拟现实中的电梯运行的状态。

Ⅱ、设计进度及完成情况

Ⅲ、主要参考文献及资料

[1] 严蔚敏数据结构（C语言版）清华大学出版社 1999

[2] 严蔚敏数据结构题集（C语言版）清华大学出版社 1999

[3] 谭浩强 C语言程序设计清华大学出版社

[4] 与所用编程环境相配套的C语言或C++相关的资料

[5] 徐孝凯数据结构课程实验. 北京：清华大学出版社，2002.

[6] 郭翠英 C语言课程设计案例精编. 北京：中国水利水电出版社，2004.03.

网站： ;

程序员

Ⅳ、成绩评定：

设计成绩：（教师填写）

指导老师：（签字）

二○一二年一月十日

目录

第一章概述 (1)

第二章系统分析 (2)

第三章概要设计 (4)

第四章详细设计 (8)

第五章运行与测试 (13)

第六章总结与心得 (16)

参考文献 (17)

第一章概述

课程设计是实践性教学中的一个重要环节，它以某一课程为基础，可以涉及和课程相关的各个方面，是一门独立于课程之外的特殊课程。课程设计是让同学们对所学的课程更全面的学习和应用，理解和掌握课程的相关知识。《数据结构》是一门重要的专业基础课，是计算机理论和应用的核心基础课程。

数据结构课程设计，要求学生在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择和应用、算法的设计及其实现等方面，加深对课程基本内容的理解。同时，在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。

在这次的课程设计中我选择的题目是电梯模拟。现代社会水平发展迅速，楼房越建越高，电梯就成为了人们生活中必不可少的工具，因此对电梯的运行系统进行了解研究是有一定意义的。本文用在c++的环境下模拟了电梯的运行情况，对电梯的运行情况有了一定的了解。

第二章系统分析

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

上升时，每一层需要51t，减速需要14t

下降时，每一层需要61t，减速需要23t

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。

以堆栈Lift模拟电梯，以队Qup[]，Qdnow[]两个数组模拟等候电梯的人排的队。进入系统的人进入队列，进入电梯的人从队列中删除并且进入栈中，离开系统的人也从队列中删除。

6.用户输入楼的的层数，运行的时间，以及进入电梯中人的信息，系统将自动运行，直到把所有的人送到要去的地方，或者到运行的时间为止。

7.系统有自动与手动两种操作方式，由用户自己选择，系统中的显示均是以图形模拟的方式显示的。

8.系统能够在运行时输出相关的人的各种信息，如来自哪一层，要去哪一层，用了多少时间等等。

9.主要模块：

第三章概要设计

1.乘客类型

反映乘客的所有属性。

ADT Client

数据对象：D={a i∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}

数据关系：R={|a i-1,a i∈D,i=2,…,n}

基本操作：

PrintClientInfo(Client const &e,ClientStatus s)

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(Client 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。

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={a i∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}

数据关系：R={|a i-1,a i∈D,i=2,…,n}

基本操作：