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C++编写电梯模拟程序

2023-07-11 13:39:27 深夜i -- --

C++ 电梯模拟程序编写

电梯作为现代城市中不可或缺的交通工具，其安全和效率显得尤为重要。一些高楼大厦中的电梯往往具有多层楼的设计，如何让电梯在繁忙的进出人潮中运行得更为高效，成为了设计目标之一。本文将介绍如何使用C++编写一款基本的电梯模拟程序。

首先，电梯可以看做一个状态机，主要分为几种状态：停止状态、上升状态和下降状态。因此，我们需要声明一个枚举类型来表示状态：


enum state
  DOWN
;

接着，我们需要定义一个`Elevator`类，类内需要基础的成员变量和成员函数：


class Elevator {
public:
  Elevator() = default;
  // 设置当前电梯所在楼层
  void set_floor(int floor);
  // 设置电梯状态
  void set_state(state s);
  // 添加电梯内部的任务（即要到的楼层）
  void add_task(int floor);
  // 开始服务
  void run();
private:
  int _cur_floor;
  state _cur_state;
  std::unordered_set<int> _task_list;
};

接下来依次实现这些成员函数。首先是设置电梯所在楼层：


void Elevator::set_floor(int floor)
  _cur_floor = floor;

然后是设置电梯状态：


void Elevator::set_state(state s)
  _cur_state = s;

接着，我们定义一个添加到任务列表的函数，电梯内部的每个任务都是一个整数，表示需要到达的楼层：


void Elevator::add_task(int floor) {
  _task_list.emplace(floor);
}

最后就是“核心”部分，我们定义`run`函数，利用while循环，不断地模拟电梯的上升和下降过程：


void Elevator::run() {
  while (!_task_list.empty()) {
    // 如果当前电梯处于在停止状态
    if (_cur_state == STOP) {
      // 获取目标楼层
      int target = *_task_list.begin();
      // 移除已经到达的任务
      _task_list.erase(_cur_floor);
      // 如果目标楼层在当前楼层下，电梯下降
      if (target < _cur_floor) {
        set_state(DOWN);
      // 如果目标楼层在当前楼层上，电梯上升
      } else if (target > _cur_floor) {
        set_state(UP);
      }
    // 如果当前电梯处于上升状态
    } else if (_cur_state == UP) {
      // 更新当前楼层
      ++_cur_floor;
      // 如果当前楼层为目标楼层，电梯停止
      if (_task_list.count(_cur_floor)) {
        set_state(STOP);
      }
    // 如果当前电梯处于下降状态
    } else if (_cur_state == DOWN) {
      --_cur_floor;
      if (_task_list.count(_cur_floor)) {
        set_state(STOP);
      }
    }
  }
}

使用以上代码，我们就能够实现一个基本的电梯模拟程序，充分展示了C++的语法特性和面向对象编程的思想。

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