Java电梯调度算法模拟与实现92

电梯调度算法是一个经典的算法问题，它在计算机科学和软件工程领域都有广泛的应用。本文将探讨如何使用Java语言模拟一个电梯系统，并实现几种常见的电梯调度算法，例如最短寻迹优先算法（SSTF）和扫描算法（SCAN）。我们将重点关注算法的实现细节，以及如何利用Java面向对象编程的特性来构建一个清晰、可扩展的电梯模拟系统。

一、系统设计

为了模拟电梯系统，我们需要定义几个关键类：Elevator、Floor、Request和ElevatorSystem。

Elevator类负责模拟电梯的运行状态，包括当前楼层、运行方向、电梯内人数、请求列表等。其方法包括moveUp()、moveDown()、openDoor()、closeDoor()以及处理请求的方法processRequest()。

Floor类表示电梯停靠的楼层，包含楼层编号以及请求列表，用于存储乘客在该楼层的上下行请求。

Request类表示一个乘客的请求，包含请求楼层、方向（上升或下降）以及请求时间等信息。这可以用于模拟更复杂的场景，例如优先级请求。

ElevatorSystem类作为系统的核心，负责管理所有电梯和楼层，接收乘客的请求，并将请求分配给合适的电梯。它实现了电梯调度算法，并协调各电梯的运行。

二、电梯调度算法

我们将实现两种常见的电梯调度算法：

2.1 最短寻迹优先算法 (SSTF - Shortest Seek Time First)

SSTF 算法选择离当前电梯位置最近的请求进行处理。这种算法可以最小化电梯的移动距离，提高效率，但可能导致某些请求长时间等待。

Java 代码示例：```java
public class ElevatorSSTF extends Elevator {
@Override
public void processRequest(Request request) {
// 计算距离，选择最近的请求
Request nextRequest = findNearestRequest(request);
// 移动电梯到目标楼层
moveToFloor(());
// ... 其他操作 ...
}
private Request findNearestRequest(Request request) {
// ... 查找最近请求的逻辑 ...
}
}
```

2.2 扫描算法 (SCAN - Elevator Algorithm)

扫描算法模拟电梯沿一个方向移动，直到到达最高或最低楼层，然后改变方向继续扫描。这种算法可以保证公平性，避免某些请求长时间等待，但效率可能低于 SSTF 算法。

Java 代码示例:```java
public class ElevatorSCAN extends Elevator {
private boolean directionUp = true;
@Override
public void processRequest(Request request) {
// 根据方向判断是否处理请求
if ((directionUp && () >= currentFloor) || (!directionUp && ()

2025-08-23

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