银行排队问题--事件链表+多窗口队列（数据结构课本）

银行排队问题

事件驱动模拟问题

问题分析：

银行开放了4个窗口，现在客户要从四面八方到银行办理业务；根据常识，到银行就少不了排队。我们排队按最短队伍排列，中途不切换队伍。

现在随机生成到银行办理业务的人之间的 时间差 i n n n e r t i m e innnertime innnertime ，和办理业务所需的时间 d u r t i m e durtime durtime。完成事件链的模拟和三个队列的模拟，并计算每个人在银行的 平均逗留时间。

注意：

逗留事件不等于办理业务的时间，等于排队时间 + 办理业务时间；
事件有序链表

按照 OccurTime 顺序排列；
四个队列结构图
队列里是客户，事件列表里是客户的两个时间（到达/离开）。

数据处理：

对于时间类型分成四种：

EType	事件类型
0	到达银行
N > 0	由 n n n 号窗口离开

队列链表数据结构处理如图所示。

处理流程：

蓝色计算平均逗留时间；

红色、绿色代表不同的客户；

初始化银行里新的一天~

定义事件链表、窗口队列数组、累计客户逗留时间、累计客户数；

为了方便处理，在事件链表中加入一个 0 时间的客户到达操作；
取出事件队列里的事件，处理不同的事件类型；
1. 处理到达客户到达事件
  1. 首先，用户数量增加1
  2. 取到随机数（题目处理的随机数是有原因的）DurTime innerTime 业务处理和间隔时间
  3. 本次随机数的 客户的到达事件，也就是本客户到达事件之后的客户加入到事件链表中；
  4. 选择长度最小的队列，本次客户加入到队列中；
  5. 如果队列中有且仅有 1 个客户，那么我们把这个客户的离开事件加入到事件列表里；在队列里删除；
    
    为什么
    
    如果这个队列大于1，那么说明前面有更多的客户离开事件需要处理，
    
    按流程来说，我们的客户也是不需要离开的。
    
    只有这个队列是 1 个人的时候，我们才可以用已知的客户到达事件发生时间计算客户离开发生时间。（到达时间 + 事务处理时间即可）。
2. 处理客户离开事件离开事件
  1. 首先选择出正确的队列，取出队列首元素并删除；
  2. 用户总时间，离开时间减去到达时间；
  3. 判断此队列中是否有需要离开的客户; 队列不为空，取出队列首元素，把该事件加入到事件列表中；离开事件发生时间是此事件发生时间 + 客户的durtime

代码：

/*************************************************************************> File Name: main.cpp> Author: > Mail: zhang_ze_mail@163.com> Created Time:  ************************************************************************/#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <list>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
using namespace std;#define P_W_R(a, ...)  printf("\033[1m\033[43;31m" a "\033[0m", ## __VA_ARGS__);
#define P_B_R(a, ...)  printf("\033[1m\033[40;31m" a "\033[0m", ## __VA_ARGS__);
#define P_W_G(a, ...)  printf("\033[1m\033[43;32m" a "\033[0m", ## __VA_ARGS__);
#define P_B_G(a, ...)  printf("\033[1m\033[40;32m" a "\033[0m", ## __VA_ARGS__);
#define P_B_Y(a, ...)  printf("\033[1m\033[40;33m" a "\033[0m", ## __VA_ARGS__);
//#define P_B_R(args...) printf("\033[40;31m%s\033[0m", #args);struct Event {int OccurTime;int NType;
};struct QEvent {int ArrivalTime;int durtime;
};list<Event> ev;
queue<QEvent> q[5];
int TotalTime, CustomerNum;
const int CloseTime = 1000; // bank will close ~bool cmp(Event a, Event b) {return a.OccurTime < b.OccurTime;
}void EventOrderInsert(list<Event> &ev, Event en, bool (*cmp)(Event, Event)) {if (ev.empty()) {ev.push_back(en);return ;}int flag = 0;for (auto it = ev.begin(); it != ev.end(); it++) {if(!cmp((*it), en)) {ev.insert(it, en);flag = 1;break;}} if (flag == 0) ev.push_back(en);return ;
}void OpenForDay() {TotalTime = 0, CustomerNum = 0; Event en; // 设定第一个客户；en.OccurTime = 0, en.NType = 0;EventOrderInsert(ev, en, cmp); //插入事件// 如果多次调用，队列置为空
}void Random(int &a, int &b) {srandom(time(0));a = random() % 300;b = random() % 300;return ;
}int MinNum() {int j = 1;for (int i = 1; i <= 4; i++) {if (q[i].size() < q[j].size()) j = i;}return j;
}void CustomerArrived(Event en) {// 处理到达++CustomerNum;int durtime, innertime;
#ifdef DRandom(durtime, innertime); // 这样处理的好处是 更简单的随机sleep(3);
#elseP_B_Y("cin here ->   ")cin >> durtime >> innertime;
#endif// 下一个事件int NextCustomerTime = en.OccurTime + innertime;if(NextCustomerTime < CloseTime) EventOrderInsert(ev, {NextCustomerTime, 0}, cmp); //插入事件// 本事件加入到队列中int i = MinNum();q[i].push({en.OccurTime, durtime});//本事件离开时间加入到list中int LeftTime = en.OccurTime + durtime;if(q[i].size() == 1) EventOrderInsert(ev, {LeftTime, i}, cmp);
}void CustomerDeparture(Event en) {// 处理离开int i = en.NType;QEvent Customer = q[i].front();q[i].pop();TotalTime += (en.OccurTime - Customer.ArrivalTime);if (!q[i].empty()) {QEvent Customer = q[i].front();q[i].pop();EventOrderInsert(ev, {en.OccurTime + Customer.durtime, i}, cmp); // 将队列中一个预备离开的客户加入事件list}
}void EventListoutput() {P_W_R("list  (%d) :", (int)ev.size())P_B_R("\n  =======  [ head -> ")for (auto i : ev) {P_B_R("( %d, %d) -> ", i.OccurTime, i.NType)}P_B_R("end ]\n")
}void QEventoutput() {P_W_G("QEvent :   ");for (int i = 1; i <= 4; i++) {queue<QEvent> temp = q[i];P_B_G("\n  =======  QEvent %d :", i)P_B_Y("[");while (temp.size()) {QEvent tempQEvent = q[i].front();temp.pop();P_B_G("(%d, %d)", tempQEvent.ArrivalTime, tempQEvent.durtime)}P_B_Y("]");}
}void Bank_Simulation() {OpenForDay();while (!ev.empty()) {Event FirstEvent = ev.front();ev.pop_front(); // 取出第一个节点并且删除if (!FirstEvent.NType) CustomerArrived(FirstEvent);else CustomerDeparture(FirstEvent);EventListoutput();QEventoutput();cout << endl;}cout << "Average time is : " << (TotalTime / (CustomerNum)) << endl;
}int main() {Bank_Simulation();return 0;
}

https://github.com/lige1123/-

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