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  • 电梯调度编程

    题目

    一栋10层的大楼(楼层编号1-10),设有一台无限载重的电梯,初始时电梯停在1层。电梯移动1层的耗时为1,在某一层停靠的耗时为1(时间初始为0)。为了使得乘客等待的时间(电梯在目的层的停靠时刻 - 乘客发出请求时刻)总和最小,请你编写一个程序来进行电梯调度。

    输入有5个请求,每个请求一行,格式为请求时刻 起始楼层数 去往方向,其中方向为0代表向上去往10层,为1代表向下去往1层。
    输出每次对应的决策,每一行的输出格式为xx时,停靠在x楼。其中,“xx时刻”指的是在某层楼停靠的时刻,且不算入在该层的停靠时间。如:

    1.当0时刻时,电梯此时在1层,输入有0 1 0,那么电梯从1层接客(1s)前往10层(9s),应输出10时,停靠在10楼(1+9=10)。此时,该乘客等待时间为(10-0=)10。
    2.当0时刻,电梯此时在1层,输入有0 2 0,那么电梯从1层前往2层(1s),接上乘客(1s),前往10层(8s),应输出10时,停靠在10楼(1+1+8=10)。此时,该乘客等待时间为(10-0=)10s。
    最后输出完成5个请求(所有乘客都到达目的地)后,各乘客的等待时间总和。

    要求

    请自己设计5组测试用例,且具有一定代表性,用以验证程序是否是最小耗时。

    编程语言选择C或C++都可以,但需要符合编码规范,且必须要有注释。要求在github上建立一个仓库,将本次作业代码提交到该仓库,并在博客开头给出仓库地址。注意:commit信息要遵守一定的git规范(可参看:git commit 规范指南),git必须使用命令行操作,不要使用github图形界面(可参看:廖雪峰Git教程)。

    写一篇博客,在博客中描述在编码过程中,程序的不断优化过程。并列出一张表格,记录编写程序的代码行数、调试的bug数 、完成该次作业总耗时。

    思路

    引入时间变量time记录总时间,运行到每个点判断向上和向下的请求数并执行较大者(向下的请求数=目标为1楼的请求个数+此时电梯下方未上电梯的请求个数,向上的请求数同理。当某一请求的请求时刻>time或已经登上电梯时,该请求不纳入计算。),每次运行到请求点或目的地时再执行判断,直到所有乘客都到达目的地。

    实现方式

    把5个请求(a,b,c)输入到结构体变量数组request[5]中,并按起始楼层从低到高将数组排序。

    代码1.0(不完满)

    #include<stdio.h>
    int main()
    {
    	
    	struct request
    		{	
    			int a;	int b;	int c;	
    		}
    	 request[5],temp;//定义结构体数组request和变量temp,用于于存入请求和暂存排序交换。 
    	int i,j,down=0,up=0,time=0,sum_c=0,t[20],f[20],un_down=0,un_up=0,down_ac,up_ac,down_to_1=0,up_to_10=0,above=0,below=0,ac=0,f_now;
    	//a[20]用来存目标楼层 
    	for(i=0;i<5;i++)
    		scanf("%d%d%d",&request[i].a,&request[i].b,&request[i].c);//输入5个请求赋值到结构体变量数组中 。 
    	for(i=1;i<5;i++)
    		{
    			sum_c+=request[i].c;
    			if(request[i].b<request[i-1].b)
    				{
    					temp=request[i];request[i]=request[i-1];request[i-1]=temp;
    				}//按起始楼层从低到高排序数组。 
    		}
    	for(time=0; ;time++)
    	{	for(i=0;i<5;i++)
    		{
    			if(request[i].b!=0)
    			{
    				if(request[i].b<f_now)
    					below++;//below记录此时电梯下方且未上电梯的请求个数
    				else
    					above++;//above记录此时电梯上方且未上电梯的请求个数
    			}
    		}
    		down=sum_c+below;//向下的请求数=目标为1楼的请求个数+此时电梯下方且未上电梯的请求个数
    		up=5-sum_c+5-below;//向下的请求数=目标为10楼的请求个数+此时电梯上方且未上电梯的请求个数
    		for(ac=1;;)
    		{
    			if(down>=up)
    			{
    				if(i==0)
    				f_now=1;
    				else
    				f_now=request[i-1].b;
    				if(f_now==1)
    					for(i=0;i<5;i++)
    					if(request[i].c==1)
    					{
    						request[i].b=0;down_to_1=1;//down_to_1=1表示向下到一楼的乘客已经到达 
    					}
    				
    			}
    			else 
    			{
    				if(i=4)
    				f_now=10;
    				else
    				f_now=request[i+1].b;
    				if(f_now==10)
    					for(i=0;i<5;i++)
    					if(request[i].c==10)
    					{
    						request[i].b=0;up_to_10=1;
    					}
    			}
    			for(j=0;j<5;j++)
    				if(request[j].b==f_now)
    				{
    					t[ac]=time;f[ac]==f_now;ac++;//ac记录电梯第几次停靠,t[ac]记录停靠时间,f[ac]记录停靠楼层 
    				}
    				 
    		} 
    		if(down_to_1==1&&up_to_10==1) break;	
    	}
    	for(i=1;i<ac;i++)
    	printf("%d时,停靠在%d楼",t[ac],f[ac]); 
    	return 0; 
    }
    

    历史思路(bug之路)

    1.从电梯有几种运行路线出发,分为不回头,回头一次,回头两次...结果发现情况太复杂,判断条件太难写,不可实现就舍弃了。
    2.从逆向考虑,问题相当于电梯在一楼先载上所有人,然后再逐个卸下。然后最后发现并不能使问题简单化。

    待优化:

    1.把一些函数从主函数中剥离出来,降低代码的耦合度
    2.代码还未完成,有很多bug
    3.还未建立git库

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