一个电梯运行的简单模拟实现

用Java写了一个类似电梯模拟器的一段代码，运行了下，还没有发现大问题，记录如下：

基本思路：

模拟电梯运行（为单一电梯，未考虑达到承载上限，最短等待时间等问题）

基本条件：

1、电梯有三种状态：静止，向上，向下。

2、每层的指示灯有三种状态：向上、向下、到达（只开门）。

3、开门上人1秒，每上或下一层用0.1秒。

 

实现方案:

使用一个队列（可看做时间优先）将所有按钮事件依次入队。

当电梯静止时首先响应队头的按钮事件，并根据按钮楼层和当前楼层的位置确定移动方向； 当向上移动时，将移动到所有亮灯的按钮所在楼层的最高层，当按钮方向和电梯方向一致时或该楼层内部到达按钮亮起时开门；向下移动类似。 当队列中没有按钮事件时，电梯静止。有些类似LOOK算数，但没有按钮事件时不会来回扫描。

使用主线程来控制电梯上下，需要注意同步“设置和获取电梯按钮最高层或按钮最底层数的方法”。

 

主方法用来不断循环监测：

while(true){
			if(!ele.getPushedFloor().isEmpty()){
				int nextFloor = ele.getPushedFloor().peek();
				if(nextFloor > 0){//向上的按钮
					if(ele.getCurFloor() - nextFloor <= 0){
						ele.liftUp();
					}else if(ele.getCurFloor() - nextFloor > 0){
						ele.liftDown();
					}
				}else{//向下的按钮
					if(ele.getCurFloor() + nextFloor < 0){
						ele.liftUp();
					}else if(ele.getCurFloor() + nextFloor >= 0){
						ele.liftDown();
					}
				}
			}else{
				ele.setStat(RunningStat.INIT);
			}
			Thread.sleep(100);
		}

 电梯上升方法：

public void liftUp() throws InterruptedException{
		setStat(RunningStat.UP);
		int floorIdx = curFloor;
		while(floorIdx <= this.getLiftTop()){
			curFloor = floorIdx;
			if(btnMap.get(floorIdx).isUpLightOn()){
				openDoor(floorIdx, true);
				btnMap.get(floorIdx).setUpLightOn(false);
			}else if(btnMap.get(floorIdx).isInnerLightOn()){
				justOpenDoor(floorIdx);
			}
			/**
			 * 模拟电梯上升
			 */
			Thread.sleep(100);
			floorIdx++;
		}
		synchronized (this) {
			//需要注意，若“当前层”达到最高层需重新初始化最高层指示变量
			if(this.getLiftTop() == curFloor){
				this.setLiftTop(bottom - 1);
			}
		}
	}

 定义了一个User线程，模拟用户按下按钮

class User implements Runnable{
		@Override
		public void run() {
			int i = 0;
			while(i < 10){
				i++;
				int floor = RandomUtils.nextInt(top) + 1;
				Button btn = ele.getButton(floor);
				try {
					if(floor == ele.top){
						btn.push(floor, BtnDirec.DOWN);
					}else if(floor % 2 == 0 || floor == ele.bottom){
						btn.push(floor, BtnDirec.UP);
					}else{
						btn.push(floor, BtnDirec.DOWN);
					}
					Thread.sleep(500);
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

 

还定义了一个EleStat线程，监测电梯状态并打印的后台，日志类似：

The elevator started
The elevator is no moving， cur:1
5 floor down light on
5 ↓,
The elevator is lift up， cur:1
5 ↓,
The elevator is lift up， cur:2
5 ↓,
The elevator is lift up， cur:3
5 ↓,
The elevator is lift up， cur:4
5 ↓,
The elevator is lift up， cur:5
10 floor up light on
5 ↓,10 ↑,
The elevator is lift up， cur:6
5 ↓,10 ↑,
The elevator is lift up， cur:7
5 ↓,10 ↑,
The elevator is lift up， cur:8
5 ↓,10 ↑,
The elevator is lift up， cur:9
opening door on floor: 10 lift to:20
5 ↓,20 -,
The elevator is lift up， cur:10
12 floor up light on
5 ↓,20 -,12 ↑,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,
The elevator is lift up， cur:10
13 floor down light on
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,
The elevator is lift up， cur:10
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,
The elevator is lift up， cur:10
14 floor up light on
5 ↓,20 -,12 ↑,13 ↓,14 ↑,
The elevator is lift up， cur:11
opening door on floor: 12 lift to:20
5 ↓,20 -,13 ↓,14 ↑,
。。。

 

 具体代码见附件。

 

 ++++++++++++++++++++++++++++++分割线++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

 经 qiuyibo7777 提示，主方法中那种面向过程的写法对专注面向对象的程序员来说有些不堪入目了。

        所以就改写了一个基于“模式”的版本，我选择的是策略模式，不用状态模式，我认为所谓状态模式就是根据事物的上下文状态而采取某种行动，是状态决定了行为；而策略模式为算法决定行为，就比如采用不用的电梯算法（比如平均等待时间最短还是等待时间方差最小）电梯会有不同的行为（上行或下行），相同的状态，不同的算法，可能电梯的行为会不一样。

下面是我改写的主要内容：

UML 类图：

简要说明：

定义了一个总接口ElevatorAction

public interface ElevatorAction {
	public void action();
}

 接口LiftDownAction和LiftUpAction分别继承了ElevatorAction ，TimePriorityLiftDown和TimePriorityLiftUp为具体的实现类。

主方法启动电梯这样写：

Elevator ele = new Elevator();
ele.setTop(top);
ele.init();
ele.start();

 然后主要就是Elevator的star()方法：

public void start(){
		while(true){
			ea = getNextAction(pushedFloor, curFloor);
			ea.action();
		}
	}

 

每次主循环获取下一个行动的方法，根据当前楼层和下一楼层的数值确定：

public ElevatorAction getNextAction(Queue<Integer> floors, int curFloor){
		Integer flag = floors.peek() == null? null : Math.abs(floors.peek()) - curFloor;
		return getBean(flag);
	}

 

然后电梯具体的行为执行类通过ObjectFactory获取： 

public ElevatorAction getBean(Integer flag){
		String beanName = ObjectFactory.getBeanName(flag);
		return ObjectFactory.getBean(beanName);
	}

 通过上述方式就避免了繁琐的面向过程的if-else判断，也更容易理解。

 TimePriorityLiftDown和TimePriorityLiftUp就是具体的策略类，如果有其他算法可以通过IOC进行灵活配置更改。

 

注：所谓模式不一定能解决一切问题，但任何问题都应尝试用模式的思维去解决。我认为这是不错的，但我还认为解决问题还是先要有思路，先打好草稿，再有必要的话进行基于模式的重构；若凡事都将模式挂在嘴边，不免有炫耀之嫌，或者就像一个人为人做事老是在那“端着”，又累又没意思。

评论

3 楼 yunnick 2015-10-21  

qiuyibo7777 写道

看到三层if。尼玛只能呵呵了，状态模式去看看

说的不错，这个情形很适合用状态模式；我觉得策略模式的话应该跟贴切一些，稍后修改一下

2 楼 qiuyibo7777 2015-10-21  

看到三层if。尼玛只能呵呵了，状态模式去看看

1 楼 yunnick 2015-10-20  

关于日志：
The elevator is lift up， cur:5 
10 floor up light on  
5 ↓,10 ↑,  

虽然到达5层，但是电梯运行状态时向上，且正好有10楼按了按钮，所以5楼没有停。