♻️ 资源大小21.4MB➡️资源下载https://download.csdn.net/download/s1t16/87430305电梯模拟报告一、设计思路先利用结构体定义乘客和电梯的结构作为一个动作发生的客观主体同时也是输出结果的主要主体在源文件中分别定义为 people 和 elevator 其中 people 的结构是乘客链表的基本单元其次是当前状态类 State 记录当前上下楼按钮标记乘客的链表结构以及电梯数组方便乱序调用电梯并在方法处定义一系列改变状态的函数最后定义事件结构体 event 并使用线性链表类 Evt 按照时间发生顺序排列事件并定义根据时间顺序插入事件、触发事件、查询事件存在等方法同时在 State 和 Evt 两个类中留有彼此的指针进行“绑定”在 Sim 类初始化时对指针进行绑定总结一下就是 Sim 类包含一对 State 和 Evt 类其中 Evt 类是事件的触发器根据事件函数调用 State 类的公共接口来改变 State 类的状态其中电梯运作时所需要的每个常数都是用 const int 类变量储存可以方便地进行更改包括楼层数量二、电梯数量关键代码讲解头文件首先是头文件的声明每个变量和函数的含义已经用注释标明const int FLOOR 5; const int ElevatorNumber 2; //电梯数 const int T_Into_F 200; //乘客进楼时间间隔上限 const int EWT 300; //电梯等待时间 const int WaitingTime 200; //乘客等待时间 const int PIOE 20; //乘客进出电梯时间 const int MovingT 50; //电梯移动一楼所用时间 const int Doortime 20; //开关门时间 const int CloseDoorWaitingtime 30; //关门测试时间 const int FinishTime 10000; //测试结束时间 struct people { int target; //目标楼层 int giveuptime; //放弃时间 people *next; //链表-队列 }; struct elevator { enum state { Stop, Up, Down } S; //电梯状态 int floor; people *passenger; //搭载乘客按照最近的目标楼层排序 int targetfloor; //电梯前往的目标楼层乘客前往的最近的targetfloor bool IFDO; //是否开门判断是否停靠 bool IfIO; //开门后是否有人进出电梯 elevator() { Stop; floor 1; passenger NULL; targetfloor 1; IFDO 0; IfIO 0; } }; class State { private: bool Callup[FLOOR]; //人的上楼标记 bool Calldown[FLOOR]; //人的下楼标记 people PInF[FLOOR]; //People in Floor,各楼的人的头链表按照放弃时间排序 elevator *E; //电梯 Evt *e; //事件连接 public: State(Evt *p); void EvaMove(int n, elevator::state flag); //电梯移动命令对第n个电梯下达上楼或下楼的命令 void EvaMoveDone(int); //事件函数移动结束事件 void CallEva(int floor, elevator::state flag); //呼叫电梯命令发起电梯调配 void FBIOpenTheDoor(int); //电梯开门及之后的事件处理 void IOEva(int); //乘客进出电梯先出后进 void CloseDoor(int); //关闭电梯寻找下一个target楼层执行EvaMove. void HomeSweetHome(int); //电梯开始返回本垒层 void PIF(int); //事件函数People Into Floor乘客进楼事件 void RushB(int); //事件函数判断有没有人等不及润了 }; struct event { int time; //事件发生时间 event *next; //组成事件链表 /* 事件的动作函数并可用于标识事件类型若函数 无参数则使用默认参数吸收保证形式相同 */ void (State::*Finish)(int); int n; //保存传入参数 event(int t, void (State::*p)(int)) { time t; next NULL; Finish p; } }; class Evt { private: event Head; //按时间排序的事件链表头结点 State *s; //绑定State public: Evt(State *a) : Head(event(0, NULL)) { s a; } void AddEvt(int t, void (State::*foo)(int), int n 0); void EvtHappen(); bool EvtTraverse(void (State::*foo)(int), int i -1); //遍历是否有foo对应事件,若有返回1 void EvtDelete(void (State::*foo)(int), int i -1); //删除触发函数为foo的第一个事件. int time() { return Head.time; } };实现代码2.1 Evt 类方法先从 Evt 类的主要方法开始说明所有方法都利用指向“类成员函数名”的指针来传递参数并且可以多传递两个 int 类型参数一个用于指示事件发生的时间另一个参数是调用函数的参数将这些信息全部保存在事件单元 event 中这就是 AddEvt 的实现void Evt::AddEvt(int t, void (State::*foo)(int), int n) //添加事件 { event *temp new event(t, foo), *pt Head; while (pt-next temp-time pt-next-time) pt pt-next; temp-next pt-next; pt-next temp; temp-n n; }而事件发生则直接选择链表头部所指的第一个单元将当前时间更新为时间事件链表头部空闲单元的时间存储当前时间并将其所存储函数解引用并调用函数结束后删除该单元void Evt::EvtHappen() { auto temp Head.next; Head.time temp-time;//将当前事件更新为时间事件 Head.next temp-next; -*(temp-Finish))(temp-n); //调用对应的函数注意函数定义在State类对象s中 delete temp; }State 类方法这个板块主要说明改变 State 状态的函数也就是 State 类所声明的各个方法的实现2.1.1 PIFState::PIF(int) 为乘客进入楼层的事件结构为在 Evt 类中加入下一个人进入楼层 State::PIF(int) 的事件输出乘客进入楼层的信息建立人链表节点判断人所前往楼层方向的按钮是否按下若否则标记按钮为 true 并调用 void State::CallEva(int floor, elevator::state flag) 函数呼叫电梯 CallEva 实现看这里检查乘客所进入楼层是否已经有乘客想要离开的事件若有则不需要新增离开事件 RushBvoid State::PIF(int i 0) { e-AddEvt(e-time() rand() % T_Into_F 1, State::PIF); //下一个人进入事件加入事件表其中加1牺牲一个时间精度消除同时有人进楼的可能 int floor rand() % FLOOR; int target; while ((target rand() % FLOOR) floor) ; //target!floor //下面是信息输出 if (floor) std::cout e-time() t:\t floor 楼\t\t进入了1个人,ta要去; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t\t进入了1个人,ta要去; if (target) std::cout target 楼.\n; else std::cout -1楼.\n; auto temp PInF floor; while (temp-next) temp temp-next; temp temp-next new people(); temp-next NULL; temp-target target; temp-giveuptime e-time() WaitingTime; //人链表节点建立完成 if (target floor !Callup[floor]) //上楼且未按按钮 { for (i 0; i ElevatorNumber; i) { if (E[i].floor floor E[i].S elevator::Up) break; } if (i ElevatorNumber) { Callup[floor] 1; CallEva(floor, elevator::Up); } } else if (target floor !Calldown[floor]) { for (i 0; i ElevatorNumber; i) { if (E[i].floor floor E[i].S elevator::Down) break; } if (i ElevatorNumber) { Calldown[floor] 1; CallEva(floor, elevator::Down); } } if (!e-EvtTraverse(State::RushB, floor)) //第n层楼没有人想离开即这是第一个人 e-AddEvt(temp-giveuptime, State::RushB, floor); }2.1.2 EvaMove这是设置电梯移动上下一楼以及添加电梯移动结束事件的函数输入第 eva 个电梯和上楼还是下楼的标志void State::EvaMove(int eva, elevator::state flag) { //在此时便改变电梯楼层 if (!e-EvtTraverse(State::EvaMoveDone, eva) !E[eva].IfIO) //n号电梯没有移动未开门 { if (flag elevator::Up) E[eva].floor; if (flag elevator::Down) E[eva].floor--; e-AddEvt(e-time() MovingT, State::EvaMoveDone, eva); } }2.1.3 EvaMoveDone电梯移动结束的函数输入第 eva 个电梯void State::EvaMoveDone(int eva) { if (E[eva].floor 0) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t到达\n; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t eva 1 号电梯\t到达\n; //若有电梯停止事件则触发停止事件先判断到达指定楼层然后判断该层有同方向call if ((E[eva].floor E[eva].targetfloor) || //电梯到达目标楼层 eva].S elevator::Up Callup[E[eva].floor]) || //有同是上楼的呼叫 eva].S elevator::Down Calldown[E[eva].floor])) { //开门 eva].IFDO 1; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, E[eva].S);//继续移动 }2.1.4 FBIOpenTheDoor第 eva 个电梯开门并在开门的同时设置下一个 target 楼层void State::FBIOpenTheDoor(int eva) { //电梯内已经达到电梯内乘客最近的目标楼层则按照调度的规则安排新的目标楼层 if (E[eva].S ! elevator::Stop E[eva].targetfloor E[eva].floor) { people *temp E[eva].passenger; while (temp temp-target E[eva].targetfloor) temp temp-next; if (temp) { /* 电梯内还有乘客则直接按照电梯内乘客的target楼层安排 */ eva].targetfloor temp-target; } //调度算法 else if (((E[eva].S elevator::Up Callup[E[eva].floor]) || eva].S elevator::Down Calldown[E[eva].floor]))) { /* 电梯存在对应方向的楼层的call将其清零 */ if (E[eva].S elevator::Up) Callup[E[eva].floor] 0; else if (E[eva].S elevator::Down) Calldown[E[eva].floor] 0; } else if ((E[eva].S elevator::Up Calldown[E[eva].floor]) || eva].S elevator::Down Callup[E[eva].floor])) { /* 该楼层有反方向的call则判断正方向的剩余楼层是否 还有call的需要若无则响应这个反方向的call */ if (E[eva].S elevator::Up) { int i; for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Down; Calldown[E[eva].floor] 0; } } else if (E[eva].S elevator::Down) { int i; for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Up; Callup[E[eva].floor] 0; } } } else { /* 不仅判断正方向更判断一遍反方向剩余楼层即将所有楼层的呼叫进行响应 */ if (E[eva].S elevator::Up) { int i; for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } } } else if (E[eva].S elevator::Down) { int i; for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) E[eva].targetfloor i; } } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { /* 如所有楼层均无响应改变电梯为Stop状态并添加一段时间后返回本垒层事件 */ eva].S elevator::Stop; e-AddEvt(e-time() EWT, State::HomeSweetHome, eva); } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor)//上楼 E[eva].S elevator::Up; else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor)//下楼 E[eva].S elevator::Down; if (!E[eva].passenger) { //电梯没人且该层没有楼层呼叫CallUp或CallDown if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { EvaMove(eva, elevator::Up); return; //不需要安排开门事件 } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { EvaMove(eva, elevator::Down); return; //不需要安排开门事件 } } } } if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t开门.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t开门.\n; /* 电梯开门时间 */ e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); /* 判断电梯是否进出人来关门的函数 */ e-AddEvt(e-time() CloseDoorWaitingtime, State::CloseDoor, eva); } IOEva乘客进出电梯的事件/* 一次函数触发一个乘客的进出事件 */ void State::IOEva(int eva) { //根据电梯状态进人 people *temp, *p; if (E[eva].passenger (E[eva].passenger-target E[eva].floor)) { //乘客出门判断 temp E[eva].passenger; E[eva].passenger temp-next; delete temp; e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); eva].IfIO 1; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客离开电梯.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客离开电梯.\n; } else { //乘客进门判断 temp (PInF E[eva].floor);//楼层乘客链表的头部 if (E[eva].S elevator::Up) while (temp-next temp-next-target E[eva].floor) temp temp-next; if (E[eva].S elevator::Down) while (temp-next temp-next-target E[eva].floor) temp temp-next; if (temp-next) { p temp-next; temp-next p-next; temp E[eva].passenger; if (E[eva].S elevator::Up) { if (E[eva].passenger p-target E[eva].passenger-target) { while (temp-next p-target temp-next-target) temp temp-next; p-next temp-next; temp-next p; } else { eva].passenger p; p-next temp; } } if (E[eva].S elevator::Down) { if (E[eva].passenger p-target E[eva].passenger-target) { while (temp-next p-target temp-next-target) temp temp-next; p-next temp-next; temp-next p; } else { eva].passenger p; p-next temp; } } e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); E[eva].IfIO 1; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客进入电梯.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客进入电梯.\n; } else { if (E[eva].S elevator::Up) Callup[E[eva].floor] 0; if (E[eva].S elevator::Down) Calldown[E[eva].floor] 0; } } }2.1.5 CloseDoor判断电梯是否能够关门并做出对应的动作void State::CloseDoor(int eva) { //若已达到电梯target则判断其新的target //若无则根据target设置下一个move //若无下一个move改变电梯状态为停止并设置电梯返回本垒层事件 if (E[eva].IfIO) { /* 有人进出电梯不能关门 */ eva].IfIO 0; e-AddEvt(e-time() CloseDoorWaitingtime, State::CloseDoor, eva); //设置下一次检查 return; } else if (E[eva].IFDO) { /* 电梯没有人进出关门 */ e-AddEvt(e-time() Doortime, State::CloseDoor, eva); //设置关门完成事件 E[eva].IFDO 0; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t关门.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t关门.\n; return; } else { /* 已关门准备移动 */ if (E[eva].passenger) eva].targetfloor E[eva].passenger-target; if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Up; if (Callup[E[eva].floor]) //若当楼call有同方向则再次呼叫FBIOpenTheDoor { Callup[E[eva].floor] 0; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, elevator::Up); } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Down; if (Calldown[E[eva].floor]) { Calldown[E[eva].floor] 0; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, elevator::Down); } else { eva].S elevator::Stop; if (e-EvtTraverse(State::HomeSweetHome, eva)) e-AddEvt(e-time() EWT, State::HomeSweetHome, eva); } } }2.1.6 HomeSweetHome输入整数 eva第 eva 个电梯等待一段时间后返回本垒层void State::HomeSweetHome(int eva) { eva].targetfloor 1; if (E[eva].floor 1) { eva].S elevator::Down; EvaMove(eva, elevator::Down); } else if (E[eva].floor 1) { eva].S elevator::Up; EvaMove(eva, elevator::Up); } }2.1.7 CallEva输入呼叫的楼层和上楼还是下楼的标志按照输入改变电梯状态//根据呼叫楼层和上下楼标识呼叫电梯 void State::CallEva(int floor, elevator::state flag) { //若存在电梯现楼层到target楼层有呼叫楼层则不做任何动作此电梯在路上会开门 //若有停止电梯选择距离最近的改变其target为该层即调用此电梯 //若无则所有电梯皆繁忙不做任何动作 int stopE -1, i 0, min; while (i ElevatorNumber) { if (E[i].S flag (E[i].floor - floor) * (floor - E[i].targetfloor) 0) return; if (E[i].S elevator::Stop) if (stopE -1) { stopE i; min (E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor); //取正数 } else if ((E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor) min) { stopE i; min (E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor); } i; } if (stopE ! -1) { if (floor E[stopE].floor)//上楼 { stopE].S elevator::Up; stopE].targetfloor floor; EvaMove(stopE, elevator::Up); } else if (floor E[stopE].floor)//下楼 { stopE].S elevator::Down; stopE].targetfloor floor; EvaMove(stopE, elevator::Down); } else if (floor E[stopE].floor)//同楼开门 { stopE].IFDO 1; E[stopE].S flag; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, stopE); } e-EvtDelete(State::HomeSweetHome, stopE);//若调用电梯则删除返回本垒层事件 } }2.1.8 RushB等待时间过长乘客离开void State::RushB(int floor) { if (PInF[floor].next e-time() PInF[floor].next-giveuptime) //存在要放弃的人仍然未进入电梯 { auto temp (PInF floor)-next; PInF[floor].next temp-next; delete temp; if (floor) std::cout e-time() t:\t floor 楼\t\t因时间太长离开了1个人.\n; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t\t因时间太长离开了1个人.\n; } if (PInF[floor].next) e-AddEvt(PInF[floor].next-giveuptime, State::RushB, floor); }三、调试分析时空复杂度主要分析事件链表结构的时空复杂度时间空间AddEvtO(n)O(1)EvtHappen取决于调用函数取决于调用函数EvtTraverseO(n)O(1)EvtDeleteO(n)O(1)问题类内函数传参问题一开始对于传递函数是直接使用原本的函数名作为参数来传递但这样就会出现报错error:invalid use of non-static member function这是因为 ISOCPP 的标准禁止将非 static 的类成员函数作为参数传递最简单的解决方法就是使用与-或.结构使用 创建一个指向“类成员函数指针”的指针然后在调用函数时使用 类指针-p(/args/) 或 类对象.p(/args/) 进行解引用即可注意解引用后为函数符仍然需要后面加上括号和参数进行调用同时需要注意语法虽然调用是在 State 类中但是不能直接将参数写为 func 而是应该写成 State::func编码问题因为程序使用了中文输出在编译运行时需注意命令行的中文编码格式否则将会造成输出异常代码测试双梯运行结果如下若将参数改为 floor40,ElevatorNumber4,则得到下面的输出四、实验总结本次实验是笔者第一次尝试 cpp 的较大型的项目按照一定的设计思路设计不同的类并将其进行封装保留公有接口不足的是在调试过程中没有很好的利用共有接口进行调试而是按照老方法不断运行直到错误发生这是需要反思的点不过学习到了关于类内函数传参问题的解决方法并额外拓展了相关问题并整理了。
基于C++实现（控制台）电梯模拟系统
♻️ 资源大小21.4MB➡️资源下载https://download.csdn.net/download/s1t16/87430305电梯模拟报告一、设计思路先利用结构体定义乘客和电梯的结构作为一个动作发生的客观主体同时也是输出结果的主要主体在源文件中分别定义为 people 和 elevator 其中 people 的结构是乘客链表的基本单元其次是当前状态类 State 记录当前上下楼按钮标记乘客的链表结构以及电梯数组方便乱序调用电梯并在方法处定义一系列改变状态的函数最后定义事件结构体 event 并使用线性链表类 Evt 按照时间发生顺序排列事件并定义根据时间顺序插入事件、触发事件、查询事件存在等方法同时在 State 和 Evt 两个类中留有彼此的指针进行“绑定”在 Sim 类初始化时对指针进行绑定总结一下就是 Sim 类包含一对 State 和 Evt 类其中 Evt 类是事件的触发器根据事件函数调用 State 类的公共接口来改变 State 类的状态其中电梯运作时所需要的每个常数都是用 const int 类变量储存可以方便地进行更改包括楼层数量二、电梯数量关键代码讲解头文件首先是头文件的声明每个变量和函数的含义已经用注释标明const int FLOOR 5; const int ElevatorNumber 2; //电梯数 const int T_Into_F 200; //乘客进楼时间间隔上限 const int EWT 300; //电梯等待时间 const int WaitingTime 200; //乘客等待时间 const int PIOE 20; //乘客进出电梯时间 const int MovingT 50; //电梯移动一楼所用时间 const int Doortime 20; //开关门时间 const int CloseDoorWaitingtime 30; //关门测试时间 const int FinishTime 10000; //测试结束时间 struct people { int target; //目标楼层 int giveuptime; //放弃时间 people *next; //链表-队列 }; struct elevator { enum state { Stop, Up, Down } S; //电梯状态 int floor; people *passenger; //搭载乘客按照最近的目标楼层排序 int targetfloor; //电梯前往的目标楼层乘客前往的最近的targetfloor bool IFDO; //是否开门判断是否停靠 bool IfIO; //开门后是否有人进出电梯 elevator() { Stop; floor 1; passenger NULL; targetfloor 1; IFDO 0; IfIO 0; } }; class State { private: bool Callup[FLOOR]; //人的上楼标记 bool Calldown[FLOOR]; //人的下楼标记 people PInF[FLOOR]; //People in Floor,各楼的人的头链表按照放弃时间排序 elevator *E; //电梯 Evt *e; //事件连接 public: State(Evt *p); void EvaMove(int n, elevator::state flag); //电梯移动命令对第n个电梯下达上楼或下楼的命令 void EvaMoveDone(int); //事件函数移动结束事件 void CallEva(int floor, elevator::state flag); //呼叫电梯命令发起电梯调配 void FBIOpenTheDoor(int); //电梯开门及之后的事件处理 void IOEva(int); //乘客进出电梯先出后进 void CloseDoor(int); //关闭电梯寻找下一个target楼层执行EvaMove. void HomeSweetHome(int); //电梯开始返回本垒层 void PIF(int); //事件函数People Into Floor乘客进楼事件 void RushB(int); //事件函数判断有没有人等不及润了 }; struct event { int time; //事件发生时间 event *next; //组成事件链表 /* 事件的动作函数并可用于标识事件类型若函数 无参数则使用默认参数吸收保证形式相同 */ void (State::*Finish)(int); int n; //保存传入参数 event(int t, void (State::*p)(int)) { time t; next NULL; Finish p; } }; class Evt { private: event Head; //按时间排序的事件链表头结点 State *s; //绑定State public: Evt(State *a) : Head(event(0, NULL)) { s a; } void AddEvt(int t, void (State::*foo)(int), int n 0); void EvtHappen(); bool EvtTraverse(void (State::*foo)(int), int i -1); //遍历是否有foo对应事件,若有返回1 void EvtDelete(void (State::*foo)(int), int i -1); //删除触发函数为foo的第一个事件. int time() { return Head.time; } };实现代码2.1 Evt 类方法先从 Evt 类的主要方法开始说明所有方法都利用指向“类成员函数名”的指针来传递参数并且可以多传递两个 int 类型参数一个用于指示事件发生的时间另一个参数是调用函数的参数将这些信息全部保存在事件单元 event 中这就是 AddEvt 的实现void Evt::AddEvt(int t, void (State::*foo)(int), int n) //添加事件 { event *temp new event(t, foo), *pt Head; while (pt-next temp-time pt-next-time) pt pt-next; temp-next pt-next; pt-next temp; temp-n n; }而事件发生则直接选择链表头部所指的第一个单元将当前时间更新为时间事件链表头部空闲单元的时间存储当前时间并将其所存储函数解引用并调用函数结束后删除该单元void Evt::EvtHappen() { auto temp Head.next; Head.time temp-time;//将当前事件更新为时间事件 Head.next temp-next; -*(temp-Finish))(temp-n); //调用对应的函数注意函数定义在State类对象s中 delete temp; }State 类方法这个板块主要说明改变 State 状态的函数也就是 State 类所声明的各个方法的实现2.1.1 PIFState::PIF(int) 为乘客进入楼层的事件结构为在 Evt 类中加入下一个人进入楼层 State::PIF(int) 的事件输出乘客进入楼层的信息建立人链表节点判断人所前往楼层方向的按钮是否按下若否则标记按钮为 true 并调用 void State::CallEva(int floor, elevator::state flag) 函数呼叫电梯 CallEva 实现看这里检查乘客所进入楼层是否已经有乘客想要离开的事件若有则不需要新增离开事件 RushBvoid State::PIF(int i 0) { e-AddEvt(e-time() rand() % T_Into_F 1, State::PIF); //下一个人进入事件加入事件表其中加1牺牲一个时间精度消除同时有人进楼的可能 int floor rand() % FLOOR; int target; while ((target rand() % FLOOR) floor) ; //target!floor //下面是信息输出 if (floor) std::cout e-time() t:\t floor 楼\t\t进入了1个人,ta要去; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t\t进入了1个人,ta要去; if (target) std::cout target 楼.\n; else std::cout -1楼.\n; auto temp PInF floor; while (temp-next) temp temp-next; temp temp-next new people(); temp-next NULL; temp-target target; temp-giveuptime e-time() WaitingTime; //人链表节点建立完成 if (target floor !Callup[floor]) //上楼且未按按钮 { for (i 0; i ElevatorNumber; i) { if (E[i].floor floor E[i].S elevator::Up) break; } if (i ElevatorNumber) { Callup[floor] 1; CallEva(floor, elevator::Up); } } else if (target floor !Calldown[floor]) { for (i 0; i ElevatorNumber; i) { if (E[i].floor floor E[i].S elevator::Down) break; } if (i ElevatorNumber) { Calldown[floor] 1; CallEva(floor, elevator::Down); } } if (!e-EvtTraverse(State::RushB, floor)) //第n层楼没有人想离开即这是第一个人 e-AddEvt(temp-giveuptime, State::RushB, floor); }2.1.2 EvaMove这是设置电梯移动上下一楼以及添加电梯移动结束事件的函数输入第 eva 个电梯和上楼还是下楼的标志void State::EvaMove(int eva, elevator::state flag) { //在此时便改变电梯楼层 if (!e-EvtTraverse(State::EvaMoveDone, eva) !E[eva].IfIO) //n号电梯没有移动未开门 { if (flag elevator::Up) E[eva].floor; if (flag elevator::Down) E[eva].floor--; e-AddEvt(e-time() MovingT, State::EvaMoveDone, eva); } }2.1.3 EvaMoveDone电梯移动结束的函数输入第 eva 个电梯void State::EvaMoveDone(int eva) { if (E[eva].floor 0) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t到达\n; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t eva 1 号电梯\t到达\n; //若有电梯停止事件则触发停止事件先判断到达指定楼层然后判断该层有同方向call if ((E[eva].floor E[eva].targetfloor) || //电梯到达目标楼层 eva].S elevator::Up Callup[E[eva].floor]) || //有同是上楼的呼叫 eva].S elevator::Down Calldown[E[eva].floor])) { //开门 eva].IFDO 1; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, E[eva].S);//继续移动 }2.1.4 FBIOpenTheDoor第 eva 个电梯开门并在开门的同时设置下一个 target 楼层void State::FBIOpenTheDoor(int eva) { //电梯内已经达到电梯内乘客最近的目标楼层则按照调度的规则安排新的目标楼层 if (E[eva].S ! elevator::Stop E[eva].targetfloor E[eva].floor) { people *temp E[eva].passenger; while (temp temp-target E[eva].targetfloor) temp temp-next; if (temp) { /* 电梯内还有乘客则直接按照电梯内乘客的target楼层安排 */ eva].targetfloor temp-target; } //调度算法 else if (((E[eva].S elevator::Up Callup[E[eva].floor]) || eva].S elevator::Down Calldown[E[eva].floor]))) { /* 电梯存在对应方向的楼层的call将其清零 */ if (E[eva].S elevator::Up) Callup[E[eva].floor] 0; else if (E[eva].S elevator::Down) Calldown[E[eva].floor] 0; } else if ((E[eva].S elevator::Up Calldown[E[eva].floor]) || eva].S elevator::Down Callup[E[eva].floor])) { /* 该楼层有反方向的call则判断正方向的剩余楼层是否 还有call的需要若无则响应这个反方向的call */ if (E[eva].S elevator::Up) { int i; for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Down; Calldown[E[eva].floor] 0; } } else if (E[eva].S elevator::Down) { int i; for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Up; Callup[E[eva].floor] 0; } } } else { /* 不仅判断正方向更判断一遍反方向剩余楼层即将所有楼层的呼叫进行响应 */ if (E[eva].S elevator::Up) { int i; for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } } } else if (E[eva].S elevator::Down) { int i; for (i E[eva].floor - 1; i 0; i--) { if (Calldown[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Callup[i]) eva].targetfloor i; } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) for (i E[eva].floor 1; i FLOOR; i) { if (Callup[i]) { eva].targetfloor i; break; } if (Calldown[i]) E[eva].targetfloor i; } } if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { /* 如所有楼层均无响应改变电梯为Stop状态并添加一段时间后返回本垒层事件 */ eva].S elevator::Stop; e-AddEvt(e-time() EWT, State::HomeSweetHome, eva); } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor)//上楼 E[eva].S elevator::Up; else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor)//下楼 E[eva].S elevator::Down; if (!E[eva].passenger) { //电梯没人且该层没有楼层呼叫CallUp或CallDown if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { EvaMove(eva, elevator::Up); return; //不需要安排开门事件 } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { EvaMove(eva, elevator::Down); return; //不需要安排开门事件 } } } } if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t开门.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t开门.\n; /* 电梯开门时间 */ e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); /* 判断电梯是否进出人来关门的函数 */ e-AddEvt(e-time() CloseDoorWaitingtime, State::CloseDoor, eva); } IOEva乘客进出电梯的事件/* 一次函数触发一个乘客的进出事件 */ void State::IOEva(int eva) { //根据电梯状态进人 people *temp, *p; if (E[eva].passenger (E[eva].passenger-target E[eva].floor)) { //乘客出门判断 temp E[eva].passenger; E[eva].passenger temp-next; delete temp; e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); eva].IfIO 1; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客离开电梯.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客离开电梯.\n; } else { //乘客进门判断 temp (PInF E[eva].floor);//楼层乘客链表的头部 if (E[eva].S elevator::Up) while (temp-next temp-next-target E[eva].floor) temp temp-next; if (E[eva].S elevator::Down) while (temp-next temp-next-target E[eva].floor) temp temp-next; if (temp-next) { p temp-next; temp-next p-next; temp E[eva].passenger; if (E[eva].S elevator::Up) { if (E[eva].passenger p-target E[eva].passenger-target) { while (temp-next p-target temp-next-target) temp temp-next; p-next temp-next; temp-next p; } else { eva].passenger p; p-next temp; } } if (E[eva].S elevator::Down) { if (E[eva].passenger p-target E[eva].passenger-target) { while (temp-next p-target temp-next-target) temp temp-next; p-next temp-next; temp-next p; } else { eva].passenger p; p-next temp; } } e-AddEvt(e-time() PIOE, State::IOEva, eva); E[eva].IfIO 1; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客进入电梯.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t一个乘客进入电梯.\n; } else { if (E[eva].S elevator::Up) Callup[E[eva].floor] 0; if (E[eva].S elevator::Down) Calldown[E[eva].floor] 0; } } }2.1.5 CloseDoor判断电梯是否能够关门并做出对应的动作void State::CloseDoor(int eva) { //若已达到电梯target则判断其新的target //若无则根据target设置下一个move //若无下一个move改变电梯状态为停止并设置电梯返回本垒层事件 if (E[eva].IfIO) { /* 有人进出电梯不能关门 */ eva].IfIO 0; e-AddEvt(e-time() CloseDoorWaitingtime, State::CloseDoor, eva); //设置下一次检查 return; } else if (E[eva].IFDO) { /* 电梯没有人进出关门 */ e-AddEvt(e-time() Doortime, State::CloseDoor, eva); //设置关门完成事件 E[eva].IFDO 0; if (E[eva].floor) std::cout e-time() t:\t E[eva].floor 楼\t eva 1 号电梯\t关门.\n; else std::cout e-time() t:\t-1楼\t eva 1 号电梯\t关门.\n; return; } else { /* 已关门准备移动 */ if (E[eva].passenger) eva].targetfloor E[eva].passenger-target; if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Up; if (Callup[E[eva].floor]) //若当楼call有同方向则再次呼叫FBIOpenTheDoor { Callup[E[eva].floor] 0; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, elevator::Up); } else if (E[eva].targetfloor E[eva].floor) { eva].S elevator::Down; if (Calldown[E[eva].floor]) { Calldown[E[eva].floor] 0; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, eva); } else EvaMove(eva, elevator::Down); } else { eva].S elevator::Stop; if (e-EvtTraverse(State::HomeSweetHome, eva)) e-AddEvt(e-time() EWT, State::HomeSweetHome, eva); } } }2.1.6 HomeSweetHome输入整数 eva第 eva 个电梯等待一段时间后返回本垒层void State::HomeSweetHome(int eva) { eva].targetfloor 1; if (E[eva].floor 1) { eva].S elevator::Down; EvaMove(eva, elevator::Down); } else if (E[eva].floor 1) { eva].S elevator::Up; EvaMove(eva, elevator::Up); } }2.1.7 CallEva输入呼叫的楼层和上楼还是下楼的标志按照输入改变电梯状态//根据呼叫楼层和上下楼标识呼叫电梯 void State::CallEva(int floor, elevator::state flag) { //若存在电梯现楼层到target楼层有呼叫楼层则不做任何动作此电梯在路上会开门 //若有停止电梯选择距离最近的改变其target为该层即调用此电梯 //若无则所有电梯皆繁忙不做任何动作 int stopE -1, i 0, min; while (i ElevatorNumber) { if (E[i].S flag (E[i].floor - floor) * (floor - E[i].targetfloor) 0) return; if (E[i].S elevator::Stop) if (stopE -1) { stopE i; min (E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor); //取正数 } else if ((E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor) min) { stopE i; min (E[i].floor - floor) * (E[i].floor - floor); } i; } if (stopE ! -1) { if (floor E[stopE].floor)//上楼 { stopE].S elevator::Up; stopE].targetfloor floor; EvaMove(stopE, elevator::Up); } else if (floor E[stopE].floor)//下楼 { stopE].S elevator::Down; stopE].targetfloor floor; EvaMove(stopE, elevator::Down); } else if (floor E[stopE].floor)//同楼开门 { stopE].IFDO 1; E[stopE].S flag; e-AddEvt(e-time() Doortime, State::FBIOpenTheDoor, stopE); } e-EvtDelete(State::HomeSweetHome, stopE);//若调用电梯则删除返回本垒层事件 } }2.1.8 RushB等待时间过长乘客离开void State::RushB(int floor) { if (PInF[floor].next e-time() PInF[floor].next-giveuptime) //存在要放弃的人仍然未进入电梯 { auto temp (PInF floor)-next; PInF[floor].next temp-next; delete temp; if (floor) std::cout e-time() t:\t floor 楼\t\t因时间太长离开了1个人.\n; else std::cout e-time() t:\t -1楼\t\t因时间太长离开了1个人.\n; } if (PInF[floor].next) e-AddEvt(PInF[floor].next-giveuptime, State::RushB, floor); }三、调试分析时空复杂度主要分析事件链表结构的时空复杂度时间空间AddEvtO(n)O(1)EvtHappen取决于调用函数取决于调用函数EvtTraverseO(n)O(1)EvtDeleteO(n)O(1)问题类内函数传参问题一开始对于传递函数是直接使用原本的函数名作为参数来传递但这样就会出现报错error:invalid use of non-static member function这是因为 ISOCPP 的标准禁止将非 static 的类成员函数作为参数传递最简单的解决方法就是使用与-或.结构使用 创建一个指向“类成员函数指针”的指针然后在调用函数时使用 类指针-p(/args/) 或 类对象.p(/args/) 进行解引用即可注意解引用后为函数符仍然需要后面加上括号和参数进行调用同时需要注意语法虽然调用是在 State 类中但是不能直接将参数写为 func 而是应该写成 State::func编码问题因为程序使用了中文输出在编译运行时需注意命令行的中文编码格式否则将会造成输出异常代码测试双梯运行结果如下若将参数改为 floor40,ElevatorNumber4,则得到下面的输出四、实验总结本次实验是笔者第一次尝试 cpp 的较大型的项目按照一定的设计思路设计不同的类并将其进行封装保留公有接口不足的是在调试过程中没有很好的利用共有接口进行调试而是按照老方法不断运行直到错误发生这是需要反思的点不过学习到了关于类内函数传参问题的解决方法并额外拓展了相关问题并整理了。
