如何使用队列数据结构来模拟多电梯调度系统中乘客的等待队列?请结合实际电梯运行逻辑给出设计思路和代码示例。
时间: 2024-10-29 16:27:17 浏览: 19
在设计多电梯调度系统的等待队列时,我们首先需要理解队列这一数据结构的特点——先进先出(FIFO)。电梯模拟系统中的乘客等待队列可以使用队列数据结构来实现,确保乘客能够按照到达的顺序被服务。
参考资源链接:[数据结构课程设计:电梯模拟实战与算法应用](https://wenku.csdn.net/doc/4g6snbcdh0?spm=1055.2569.3001.10343)
为了实现这一模拟,我们可以定义两个队列:一个用于模拟电梯内部的当前乘客,另一个用于模拟等待电梯的乘客。每个队列都是先进先出的。对于每个电梯,我们还需要一个变量来记录当前的目标楼层和方向(上升或下降)。
电梯的运行逻辑可以简化为以下步骤:
1. 判断当前电梯是否在目标楼层,如果是,则打开门等待一段时间后关闭门。
2. 如果等待队列中有乘客并且门关闭,电梯根据当前方向,服务最近的目标楼层的乘客。
3. 服务完毕后,更新当前目标楼层和方向,继续服务下一个目标楼层的乘客。
4. 如果没有乘客或所有乘客都被服务完毕,电梯可以选择等待或者继续运行到空闲状态。
在代码层面,我们可以使用链表来实现队列。以下是一个简化的C语言代码示例,展示了如何创建和操作队列:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义乘客结构体
typedef struct Passenger {
int destinationFloor;
struct Passenger *next;
} Passenger;
// 定义队列结构体
typedef struct Queue {
Passenger *front;
Passenger *rear;
} Queue;
// 创建队列
Queue *createQueue() {
Queue *q = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
q->front = q->rear = NULL;
return q;
}
// 判断队列是否为空
int isEmpty(Queue *q) {
return (q->front == NULL);
}
// 入队操作
void enqueue(Queue *q, int destinationFloor) {
Passenger *temp = (Passenger *)malloc(sizeof(Passenger));
temp->destinationFloor = destinationFloor;
temp->next = NULL;
if (q->rear == NULL) {
q->front = q->rear = temp;
return;
}
q->rear->next = temp;
q->rear = temp;
}
// 出队操作
int dequeue(Queue *q) {
if (isEmpty(q)) {
return -1;
}
Passenger *temp = q->front;
int destinationFloor = temp->destinationFloor;
q->front = q->front->next;
if (q->front == NULL) {
q->rear = NULL;
}
free(temp);
return destinationFloor;
}
// 释放队列资源
void freeQueue(Queue *q) {
while (!isEmpty(q)) {
dequeue(q);
}
free(q);
}
int main() {
Queue *waitingQueue = createQueue(); // 创建等待队列
// 假设有一系列乘客到达,加入等待队列
enqueue(waitingQueue, 3);
enqueue(waitingQueue, 5);
enqueue(waitingQueue, 1);
// 电梯模拟,乘客出队
while (!isEmpty(waitingQueue)) {
int dest = dequeue(waitingQueue);
printf(
参考资源链接:[数据结构课程设计:电梯模拟实战与算法应用](https://wenku.csdn.net/doc/4g6snbcdh0?spm=1055.2569.3001.10343)
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