结对编程题目:电梯调度
  现有一新建办公大厦,共有21层,共有四部电梯,所有电梯基本参数如下表所示:

  其使用规定如下:
  1、楼层号为0~20,其中0号为地下一层;
  2、有楼层限制的电梯不在响应楼层停靠,如单双层;
  3、所有电梯采用统一按钮控制
  请根据上述要求设计并实现一个电梯控制程序,如果有图形显示更好了。
  需求分析
  四部电梯采用统一的外部按钮进行控制。
  电梯内部按钮按下事件优先级高于外部按钮。
  单层电梯仅在单层停靠,不在双层停靠。双层电梯仅在双层停靠,包括0层(地下一层)。
  当电梯闲置时,电梯停靠在后运动到的楼层。
  合理调度电梯上下行以及对内外部消息的响应。
  用图形界面对程序进行展示。
  我们对于合理的电梯调度行为描述如下:
  电梯优先响应内部按钮事件。
  对于外部事件,每次只响应与电梯运动方向的外部事件。即电梯上行时,响应电梯所在层之上的外部事件;电梯下行时,响应电梯所在层之下的外部事件。
  响应内部事件时,优先响应与电梯运动方向的内部事件。即电梯上行时,响应电梯所在层之上的内部事件;电梯下行时,响应电梯所在层之下的内部事件。
  同一个外部事件可以有多个电梯同时响应,也可以是单部电梯进行相应。这是由当前4部电梯具体的运动状态所决定的。
  算法设计
  每个电梯独立运行,用消息队列InReqList存储电梯的停靠消息。每部电梯的消息队列相互独立。
  在电梯内部按钮按下时,将消息放入此电梯的InReqList队列队列。因为内部按钮按下的楼层是电梯必须停靠的楼层,所以每次从InReqList队列中找出合适的楼层,并停靠。
  在电梯外部按钮按下时,进消息放入每部InReqList队列。因为外部按钮按下的楼层不一定是每部电梯都要停靠的楼层,所以要根据此电梯具体的InReqList队列找出适当的时候响应此外部事件。
  先从单部电梯的调度里流程开始讨论,电梯的初始状态为闲置状态,在外部按钮事件的响应下唤醒电梯,电梯开始运动,调度图如下:


  图1 单部电梯调度图

  在进行多部电梯的调度时,因为每部电梯的内部事件相互独立,所以只需要修改外部事件的响应规则即可。
  在外部按钮按下时,遍历4部电梯的本层消息属性,若本层已有内部消息,则放弃写入;否则,在本层写入外部消息。
  在电梯停靠时,清除停靠电梯本层的消息,然后遍历其他电梯的消息属性,若其他电梯本层为外部属性,则清除消息;否则,不进行任何处理。


  
图2 多部电梯调度图

  到此,电梯调度问题的核心是如何在消息队列中寻找适楼层。这个问题很容易解决:
  由于电梯楼层固定为21层,可以用一维数组InReqList[21]保存一部电梯消息队列。当数组值为InReqList[i]=0时,表示第i层没有停靠消息,电梯不需要再此层停靠;当数组值为InReqList[i]=1时,表示第i层有一个内部按钮按下消息,电梯需要在此层停靠;当数组值为InReqList[i]=2时,表示第i层有一个外部按钮按下消息,电梯需要在此层停靠;
  若当前楼层为 now_floor,电梯上行时,从InReqList数组的第now_floor+1项到第20项中,第一个数值不为0的项,其数组下标值即为消息队列中的适楼层值。
  若当前楼层为 now_floor,电梯下行时,从InReqList数组的第0项到第now_floor-1项中,第一个数值不为0的项,其数组下标值即为消息队列中的适楼层值。
  当上行时,本层之上消息队列为空,之下队列不为空,则将电梯运动状态改为下行。下行则反之。
  当消息队列全为空时,电梯闲置。