总结lab6 ADT设计方案

川长思鸟来 2022-01-20 23:03 186阅读 0赞

1.  1.  ADT设计方案

设计了哪些ADT、各自的作用、属性、方法；

**一****. Monkey**

猴子类。继承Thread。

作用：每个猴子为一个线程，对于一只猴子在某时刻选择并爬上某个梯子，意味着它跳到第 1 个踏板上。猴子一旦上了某个梯子，就不能在中途跳到别的梯子上。当猴子跳出梯子，该线程结束。

fields：

private final int id; //num of monkey

private final String direction; //initially L or R

private int v; //speed

private int position = 0; //position in the ladder

private final int produceTimer; //timer to record produceTime

private int now; //timer to record the elapsed time

private boolean finished = false; //Whether it has passed the ladder

private Strategy ladderStratrgy; //strategy of choosing ladder

private Ladder ladder = null; //Ladder being used

方法：

// getters方法

// setters方法

主要的方法是重写run

1. 方法开始要根据策略选择梯子，传入的参数是猴子的direction，返回的是选到的梯子对象或null，如果返回为null，则线程sleep 1秒，while循环中下一秒继续选择梯子。

ladder = this.ladderStratrgy.chooseLadder(this.direction); //选梯子

2. 如果选到了不为null的梯子，调用Ladder类中的方法使猴子上梯子。

ladder.upLadder(this); //上梯子

3. 接下来又是一个while循环，判断的是猴子的状态finished是否为true，while循环的内部调用Ladder.cross(this)使猴子不断在梯子上移动，如果猴子的位置超出了梯子的长度，则finished变为true，且猴子下梯子。

![20190606204231971.png][]

**二****. Ladder**

梯子类。

作用：梯子提供了猴子过桥的工具，其中包含了猴子选踏板、上梯子、过梯子、下梯子等方法。

fileds：

private int leftCrossing = 0; //monkeys from the left direction

private int rightCrossing = 0; //monkeys from the right direction

private int\[\] pedals = new int\[CrossingSimulator.h + 10\]; //pedals free or occupied

private final int id; //number of ladder

方法：

//getters

//setters

其中getters和setters都是被synchronized修饰的方法，这些方法为同步方法，synchronized作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的Ladder对象；

**public** **synchronized** **void** upLadder(Monkey monkey)

该方法为猴子上梯子，synchronized修饰的同步方法，如果猴子的方向是L->R，则leftCrossing++，否则rightCrossing++。

![20190606204242918.png][]

**public** **void** cross(Monkey monkey)

该方法为猴子过梯子，针对这个方法，为了提高线程并行的效率，未使用synchronized方法修饰方法，而是修饰一个代码块，为同步语句块，其作用的范围是大括号\{\}括起来的代码，加锁的对象还是ladder。

先根据梯子上的占用情况选择踏板，将猴子的原位置设置为0，将猴子的新位置设置为1，并且猴子内部的position也更新。执行这步需要1s，因此需要将猴子现在的时钟加1s。

![20190606204250622.png][]

**public** **synchronized** **void** exit(Monkey monkey)

该方法为猴子下梯子，synchronized修饰的同步方法，如果猴子的方向是L->R，则leftCrossing--，否则rightCrossing--。梯子某个方向的猴子数量减一，并且猴子离开梯子前的最后一块踏板设置为0。

**private** **int** choosePedal(Monkey monkey)

猴子选择踏板。先获得猴子此时的位置，和其速度（最大可能移动距离）。

我们需要讨论猴子的最大可能移动的位置是否会超出梯子，如果不会超出梯子，再讨论移动范围内前面是否有猴子，如果没有，返回最远可能踏板，如果有，返回没有猴子的最近踏板，并且猴子速度需要降低。如果会超出梯子，再讨论梯子前面是否有猴子，如果有，则返回梯子最远距离，如果没有，返回最远可能踏板，并且猴子速度需要降低。

方法的内部，多重if else讨论的语句块中需要对pedals进行加锁。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**三****. CrossingSimulator**

过河模拟器。

作用：实现与用户交互，读入用户输入的参数或v3中的文件，获得实验中monkey和ladder的参数。

fields：

public static final int h = 20; //length of ladders

public static int n; //quantity of ladders

public static ArrayList<Monkey> monkeyList = new ArrayList<Monkey>(); //list to store monkeys

public static ArrayList<Ladder> ladderList = new ArrayList<Ladder>(); //list to store ladders

public static final Logger log = Logger.getLogger(CrossingSimulator.class.getSimpleName()); //logging

public static double extraTime = 0; //time spent on GUI and log

方法：

main()

读入用户输入猴子生成器需要的参数

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

写日志，新建一个猴子生成器，在其produce方法中传入参数。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

**四****. MonkeyGenerator**

猴子生成器。

1. 在猴子生成器MonkeyGenerator中只有一个方法，

public void produce(int n, int h, int t, int monkeyQuantity, int k, int mv , int s)

其中方法的参数由用户输入后传入，分别为梯子数n，阶梯数h（固定为20），产生猴子间隔秒数t，猴子总数，一次产生的猴子数量，猴子的最大速度，策略（猴子过河模拟器v2中使用）。

2. 得到这些参数后，我们需要随机生成猴子的信息，猴子的ID就在根据猴子对象产生的顺序编号。其他的信息，把猴子的两个方向放到一个集合中，把三种策略的对象放在一个集合中，然后以如下的形式产生随机数，即可在集合中随机获得属性。

Random random = new Random();

int rd = random.nextInt(2);

3. 至于产生猴子的时间和数量，则根据传入的参数t、k和monkeyQuantity，使用一个两重循环即可。另外，如果monkeyQuantity/?不为整数，则最后一次产生的猴子个数为monkeyQuantity%?。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

给出每个ADT的specification；

Ladder：对于梯子类，还需要保证线程安全

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

Monkey：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

CrossingSimulator:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzgyMTg3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

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