电梯模拟系统

目录

一：问题描述—————————————————————————第2页

二：问题分析—————————————————————————第2页

三：数据结构—————————————————————————第2页

四：算法设计—————————————————————————第4页

五设计与调试分析———————————————————————第6页

六：体会及建议————————————————————————第7页

七：参考文献—————————————————————————第7页

八：原代码——————————————————————————第7页

一：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。

二：问题分析

（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

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。

三：数据结构

1、 乘客类型

反映乘客的所有属性。 ADT Client

数据对象：D={ai∈乘客信息,I=1,2,?,n,n≥0} 数据关系：R={|ai-1,ai∈D,i=2,?,n}

基本操作：

PrintClientInfo(Client const &e,ClientStatus) 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={ai∈乘客信息,I=1,2,?,n,n≥0} 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,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={ai∈电梯信息,I=1,2,?,n,n≥0} 基本操作：

InitEle(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 w[Maxfloor+1][2]) 操作结果：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。 EleAchieved(Elevator &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 w[Maxfloor+1][2]) 操作结果：进行乘客的进出电梯活动。 NewClient(Elevator &E,WQueue w[5][2]) 操作结果：进入新乘客。

PrintStatus(Elevator &E,WQueue w[5][2]) 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。

四：算法设计

1：本程序包含6个模块：

（1） 主程序模块 （2） 乘客模块 （3） 乘客栈模块 （4） 电梯模块 （5） 等待队列模块

（6） 高楼模块：实现电梯和乘客之间的互交。

各模块之间的调用关系如下：

主程序 等待队列模块 高楼模块 电梯模块 乘客模块 2：主程序

乘客栈模块

主程序主要处理两类事件：乘客事件和电梯事件。除此之外，主程序还处理各

个模块的初始化和销毁工作，以及电梯状态的输出。乘客事件包括新乘客到达事件，乘客放弃等待事件，乘客进出电梯事件。电梯事件包括电梯运行事件。

3：详细设计 #define NULL 0 //空指针 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define OVERFLOW -2 #define INT_MAX 32767

//Status是函数类型，其值是函数结果状态代码 typedef int Status;

#define Empty 0

//------------------------------------------------------ //电梯状态 enum EleStatus{Opening,Opened,Closing,Closed,Moving,Decelerate,Waiting}; enum Action{DoorOpened,DoorClosed,GoingUp,GoingDown,Achieved,None}; enum EleStage{Up,Down,OpenDoor,Stop}; enum ClientStatus{New,GiveUp,In,Out,Finish};

#define CloseTest 40 //电梯关门测试时间 #define OverTime 300 //电梯停候超时时间 #define DoorTime 20 //开门关门时间 #define InOutTime 25 //进出电梯时间 #define Maxfloor 4 //最高层 #define Minfloor 0 //最低层

long Time=0; //时钟

long MaxTime;//系统运行最长时间 int InOutCount=0;//用于进出计时

int InterTime=0;//下一乘客进入系统的时间 int ID=0; //乘客编号

int GiveUpNumber=0;//乘客放弃的数目 int TotalTime=0;//总共等待时间

部分重要操作的算法：

1、判断运动方向函数EleDecide的算法： 2、统计高层和低层的请求（不包括当前层）。 3、高层和低层均无请求：发出Stop命令。 4、否则，

1）若电梯在上升期：

1. 若有高层请求：上升；

2.若无高层请求：转下降期，下降。

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