JAVA OOD

设计一个电梯模拟器

2个要点: 1. 这个不只是一个解决方案,2.过程比结论重要。

如何分析USE CASE?做一些必要的假设。

主要功能,
a. 按按钮请求一个电梯
b. 等电梯来
c. 乘坐电梯

不同组件之间应该如何交互?
a. 输入输出是什么?
Request -> schedule evlevator -> load onto elevator -> schedule elevator -> unload

b. 提供弹性针对未来不同的实现。

what do we need to model?

  1. something visible
    elevators, users, floors;
    要记住不要过度设计。
    过度设计的坏处:理解代码 很难理解。运行效率低。

过度设计的判断依据?
依靠设计好的USE CASE,当前的设计是简单还是复杂。

  1. something invisible
    scheduling 算法, requests , instruction sent by scheduler to the elevator

一个电梯有什么?

状态: 移动方向,容量,门的状态,当前位置,按钮的状态
行为: 移动,开门,关门, get/set 方向。

public interface Scheduler {
    // given the state of the system, update elevator states
    void schedule(List<Queue<Integer>> requests, List<Elevator> elevators, int floor);
}
package Elevator;

import java.util.Queue;

public class Elevator {
    private static final int DEFAULT_MAX_CAPACITY = 14;
    private static final int DEFAULT_MAX_FLOOR = 10;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_LOCATION = 1;

    private final int maxCapacity;

    private final int maxFloor;

    private int load;

    private int location;

    private boolean isGoingUp;

    private int[] requests;

    public Elevator(int maxCapacity, int maxFloor) {
        this.maxCapacity = maxCapacity;
        this.maxFloor = maxFloor;
        load = 0;
        location = DEFAULT_INITIAL_LOCATION;
        isGoingUp = true;
        requests = new int[maxFloor];
    }

    public Elevator() {
        this(DEFAULT_MAX_CAPACITY, DEFAULT_MAX_FLOOR);
    }



    public boolean isEmpty() {
        return load == 0;
    }

    public boolean isFull() {
        return load >= maxCapacity;
    }

    public int getLocation() {
        return location;
    }

    public int move() {
        if (isGoingUp) {
            return (location + 1 <= maxFloor) ? ++location : location;
        } else {
            return location - 1 >= 1 ? --location : location;
        }
    }

    public boolean changeMovingDirection() {
        isGoingUp = !isGoingUp;
        return isGoingUp;
    }

    public int load(Queue<Integer> curQueue) {
        int numNewLoad = curQueue.size();
        if (load + numNewLoad > maxCapacity) {
            return 0;
        }
        for (int requestedFloor : curQueue) {
            requests[requestedFloor - 1] += 1;
        }
        load += numNewLoad;
        System.out.println("elevator load " + numNewLoad+" people on "+location+" floor");
        System.out.println("elevator have " + load +" people");
        curQueue.clear();
        return numNewLoad;
    }

    public int unload() {

        int numReq = requests[location - 1];
        if (numReq > 0) {
            load -= numReq;
            requests[location - 1] = 0;
            System.out.println("elevator unload " + numReq+" people on "+location+" floor");
            System.out.println("elevator have " + load +" people");
            return numReq;
        }
        return 0;
    }
}

package Elevator;

import java.util.*;

public class Simulator {
    //how many floors
    private final int floors;

    //all user requests
    private List<Queue<Integer>> requests;

    // all elevators in system
    private List<Elevator> elevators;

    //current elevator scheduler we use
    private Scheduler scheduler;

    public Simulator(int floors, int numElevators, List<Queue<Integer>> initialRequests,
                     Scheduler scheduler, int elevatorCapacity) {
        this.floors = floors;
        this.requests = initialRequests;
        this.elevators = new ArrayList<Elevator>();
        for (int i = 0; i < numElevators; i++) {
            Elevator ele = new Elevator(elevatorCapacity, floors);
            elevators.add(ele);
        }
        this.scheduler = scheduler;
    }

    private void generateRequest() {

    }

    private void schedule() {
        scheduler.schedule(requests, elevators, floors);
    }

    private void elevatorOp() {
        for (Elevator e : elevators) {
            if (!e.isEmpty()) {
                e.unload();
            }
            if (!e.isFull()) {
                int location  = e.getLocation();
                e.load(requests.get(location - 1));
            }
            e.move();
        }
    }

    //handle to start the simulation
    public void simulate(int steps) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < steps; i++) {
            generateRequest();
            schedule();
            elevatorOp();
            Thread.sleep(10);
        }
    }
    // entry point of the simulation program
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SimpleScheduler simpleScheduler = new SimpleScheduler();
        int floors = 10;
        int numElevators = 1;
        List<Queue<Integer>> initialRequests = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < floors; i++) {
            Queue<Integer> currQueue = new LinkedList<>();
            Random r = new Random();
            int req = r.nextInt(10);
            currQueue.offer(req + 1);
            initialRequests.add(currQueue);
        }
        Simulator simulator = new Simulator(floors, numElevators, initialRequests, simpleScheduler, 14);
        simulator.simulate(20);
    }

    private static class SimpleScheduler implements Scheduler {

        @Override
        public void schedule(List<Queue<Integer>> requests, List<Elevator> elevators, int floor) {
            for (Elevator e : elevators) {
                if (e.getLocation() == 1 || e.getLocation() == floor) {
                    e.changeMovingDirection();
                }
            }
        }
    }
}

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