数据结构——电梯模拟的报告.doc

电梯模拟

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数据结构课程设计报告第 1 页，共页

1．课程设计目的

1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指

定问题。

2.初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；

3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；

4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并

在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。

2．课程设计任务与要求：

任务

根据教材《数据结构题集（C 语言版）》（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在

数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理

解和综合运用。

设计题目从《数据结构题集》“第二篇实习篇”中选取，每班每题不得超过 2 人。

另选题：

学生自选课题

学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度，有一定的算法复杂性，能够巩固

数据结构课程所学的知识。学生自选课题需在 17 周前报课程设计指导教师批准方可生效。

要求：

1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽

象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与

否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。

2、.设计的题目要求达到一定工作量（300 行以上代码），并具有一定的深度和难度。

3、程序设计语言推荐使用 C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释;

4、每位同学需提交可独立运行的程序；

5 、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于 10 页

（代码不算）；

6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。

3．课程设计说明书

数据结构课程设计报告第 2 页，共页

一需求分析

（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。

二概要设计

1、乘客类型

反映乘客的所有属性。

ADT Client

数据对象：D={a

∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}

数据关系：R={<a

i-1

>|a

i-1

∈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。

CIn@oor(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。

COut@oor(Client const &e)

数据结构课程设计报告第 5 页，共页

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 Accelerate 15//加速时间

#define UpTime 51 //上升时间

#define DownTime 61 //下降时间

#define UpDecelerate 14 //上升减速

#define DownDecelerate 23 //下降减速

#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。

2）若电梯在下降期：

1. 若有低层请求：下降；

2. 若无有低层请求：转上升期，上升。

判断电梯是否要停于当前层函数 EleAchieved 的算法：

1. 该层的 CallCar 为 1；

2. 该层在上升（下降）期有上升（下降）请求（判断 CallUp 或 CallDown）；

3. 上升（下降）期高（低）层没有请求而该层由下降（上升）请求，要转换运行时期。

判断电梯动作函数 ElevatorRun 的算法：

1. 若电梯在 Opening 状态，则转至 Opened 状态。

2. 若电梯在 Opened 状态，若无人进出，则转至 Closing 状态。

3. 若电梯在 Closed 状态，则根据电梯请求情况转至相应状态。

4. 若电梯在 Closing 状态，则转至 Closed 状态。

5. 若电梯在 Moving 状态，若达到目标层，则转至 Decelerate 状态。否

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