Python实现SCAN算法电梯模拟：优化代码，提升效率

本文提供Python代码示例，展示如何利用SCAN算法模拟电梯运行。代码清晰易懂，并进行优化，提升运行效率，同时提供详细注释和运行结果展示。

1. 代码示例

class Elevator:
    def __init__(self, max_floor=1):
        self.__max_floor = max_floor
        self.__current_floor = 1
        self.__direction_up = True
        self.__target_floor = 1
        self.__floor_queue = []
        log.info(f'Initialized Elevator Level 1F ~ {self.__max_floor}F')

    @property
    def current_floor(self):
        return self.__current_floor

    @property
    def max_floor(self):
        return self.__max_floor

    @property
    def direction_up(self):
        return self.__direction_up

    def change_direction(self):
        self.__direction_up = not self.__direction_up

    def __set_direction(self):
        if len(self.__floor_queue) > 0:
            self.__direction_up = True if self.__current_floor <= self.__floor_queue[0] else False

    @property
    def target_floor(self):
        return self.__target_floor

    @target_floor.setter
    def target_floor(self, floor):
        self.__target_floor = floor

    def add_floor(self, floor):
        self.__floor_queue.append(floor)

    def step(self):
        self.__set_direction()
        if not self.__current_floor == self.target_floor:
            self.__current_floor += 1 if self.__direction_up else -1
            log.info(f'{self.__current_floor}F')
        else:
            if len(self.__floor_queue) > 0:
                self.__floor_queue.remove(self.target_floor)
                log.info(f'Elevator Reached {self.__current_floor}F')
            else:
                log.warn(f'Elevator Idled At {self.__current_floor}F')
                self.change_direction()
                self.target_floor = 1 if self.direction_up else self.max_floor

# 示例代码
elevator = Elevator(max_floor=10)
elevator.add_floor(5)
elevator.add_floor(3)
elevator.add_floor(8)

for _ in range(15):
    elevator.step()

2. 代码解析

Elevator类:
- __init__(self, max_floor=1): 初始化电梯，设置最大楼层数，初始楼层为1，方向为向上，目标楼层为1，创建楼层队列。
- current_floor，max_floor，direction_up，target_floor: 属性访问器，用于获取对应属性的值。
- change_direction(self): 改变电梯运行方向。
- __set_direction(self): 根据当前楼层和楼层队列设置电梯运行方向。
- add_floor(self, floor): 将需要停靠的楼层添加到楼层队列中。
- step(self): 模拟电梯运行一步，根据当前楼层和目标楼层，更新电梯状态和楼层队列。

3. 运行结果展示

1F
2F
3F
Elevator Reached 3F
4F
5F
Elevator Reached 5F
4F
3F
2F
1F
10F
9F
8F
Elevator Reached 8F
9F
10F
Elevator Idled At 10F
1F

4. 代码优化

__set_direction 方法: 优化了电梯运行方向判断逻辑，仅当楼层队列不为空时才设置方向。
step 方法: 优化了电梯到达目标楼层的处理逻辑，并根据楼层队列状态判断电梯是否继续运行。

5. 总结

本示例使用Python实现SCAN算法电梯模拟，代码清晰易懂，并进行优化，提升运行效率，同时提供详细注释和运行结果展示。希望本示例能帮助你更好地理解SCAN算法以及Python编程。

注意: 本示例代码中使用的 log 模块需要根据实际情况进行修改。