题集电梯

题集五：
相关知识点：

类与对象
类的定义：定义了 Elevator 类和 Main 类。Elevator 类封装了电梯的各种属性（如最小楼层、最大楼层、当前楼层、运行方向、运行状态等）和方法（如添加请求、处理请求、开门、关门等）；Main 类作为程序的入口，负责读取用户输入并调用 Elevator 类的方法来模拟电梯运行。
数据结构
队列（Queue）：使用 LinkedList 实现了 Queue 接口，用于存储电梯内部乘客的请求队列 insideRequests、电梯外部上行请求队列 upOutsideRequests 和电梯外部下行请求队列 downOutsideRequests。队列遵循先进先出（FIFO）的原则，适合用于处理依次到来的请求。
输入输出处理
输入读取：使用 Scanner 类从标准输入读取用户输入，包括最小楼层、最大楼层和乘客请求。通过 nextInt() 读取整数，nextLine() 读取一行字符串，并对输入进行解析和处理。
输出打印：使用 System.out.println() 方法将电梯的运行状态和操作信息输出到控制台，如当前楼层、运行方向、开门和关门提示等。
条件判断与循环
条件判断：在处理请求和判断电梯运行方向时，使用了 if-else 语句进行条件判断。例如，在 addInsideRequest 和 addOutsideRequest 方法中，判断请求的楼层是否在有效范围内；在 processRequests 方法中，根据请求队列的状态和电梯的当前方向决定下一步的操作。
循环结构：使用 while 循环处理多个请求，直到所有请求都被处理完毕。
字符串处理
字符串解析：在处理用户输入时，需要对输入的字符串进行解析。例如，通过 input.substring(1, input.length() - 1) 去除字符串两端的 < 和 >，通过 input.split(",") 将字符串按逗号分割成多个部分，从而获取楼层和方向信息。
异常处理（隐式）
程序中虽然没有显式的异常处理代码，但在输入处理过程中，如 Integer.parseInt(input) 可能会抛出 NumberFormatException 异常。在实际应用中，可以添加异常处理代码来增强程序的健壮性。
刚开始着手时，我就意识到要先把电梯类的整体架构搭建好，这就需要清晰地定义电梯的各种属性和方法。我认为定义电梯的属性相对容易理解，像最大楼层数、最小楼层数、当前楼层这些，很直观。但在考虑运行方向和运行状态的时候，还是费了一些心思。我仔细思考了电梯可能出现的状态，比如停止、移动中、开门、关门等，以及方向可能是上行、下行或者空闲状态。
调度算法部分是整个程序中最难的地方。我要实现电梯优先处理同方向的请求，并且在移动过程中处理顺路的请求。这涉及到复杂的逻辑判断和循环控制。我花了大量的时间来设计和完善这个算法，不断地在纸上模拟电梯的运行过程，然后将这些思路转化为代码。我通过学习，学会了如何根据电梯的当前状态和请求队列的情况，使用 if-else 语句和 while 循环来控制电梯的运行方向和停靠楼层。这个过程虽然艰难，但让我对条件判断和循环结构的运用更加熟练了。
在处理输入输出时，我也遇到了一些小问题。要从键盘读取用户输入，并对输入进行解析和验证，确保输入的格式和内容是有效的。这需要对字符串进行处理，使用 substring 和 split 方法来提取有用的信息。我一开始对这些字符串处理方法不太熟悉，通过查阅文档和不断实践，我逐渐掌握了它们的使用技巧，现在能够轻松地处理各种输入情况了。
题集六：
知识点：

1.单一职责原则（SRP）：代码将不同的功能模块拆分成多个类，每个类只负责单一的职责。例如，PassengerRequest 类专门封装乘客请求信息；Elevator 类管理电梯的基本属性和状态操作；RequestQueue 类负责请求队列的管理；ElevatorController 类进行电梯调度和请求处理；Main 类负责输入读取和对象初始化。这种设计提高了代码的可维护性和可扩展性。
类与对象：定义了多个类，并通过创建对象来实现具体功能。
2. 类的设计与实现
属性封装：各个类中的成员变量大多使用 private 修饰，通过 getter 和 setter 方法进行访问和修改，实现了数据的封装，提高了数据的安全性。例如，Elevator 类中的 minFloor、maxFloor 等属性。
构造方法：每个类都有自己的构造方法，用于对象的初始化。例如，Elevator 类的构造方法接收 minFloor 和 maxFloor 参数，对电梯的基本属性进行初始化。
方法设计：类中定义了各种方法来实现不同的功能。如 Elevator 类的 moveUp、moveDown、openDoor 和 closeDoor 方法，分别实现电梯的上行、下行、开门和关门操作；ElevatorController 类的 processRequests、processUpRequests 和 processDownRequests 方法，负责处理请求和调度电梯。
3. 数据结构与集合框架
LinkedHashSet 的使用：RequestQueue 类使用 LinkedHashSet 存储 PassengerRequest 对象，LinkedHashSet 可以保证元素的插入顺序，并且自动去除重复元素，有效地处理了连续相同请求的问题。
Iterator 迭代器：在 ElevatorController 类中，使用 Iterator 迭代器遍历 LinkedHashSet 中的请求，便于在遍历过程中移除元素，避免了 ConcurrentModificationException 异常。
4. 输入输出处理
Scanner 类：Main 类使用 Scanner 类从标准输入读取用户输入，包括最小楼层、最大楼层和乘客请求信息。通过 nextInt() 读取整数，nextLine() 读取一行字符串，并对输入进行解析和处理。
System.out.println 输出：在电梯运行过程中，使用 System.out.println 方法将电梯的运行状态和操作信息输出到控制台，如当前楼层、运行方向、开门和关门提示等。
5. 异常处理与验证
楼层有效性验证：在 Elevator 类中提供了 isValidFloor 方法，用于判断请求的楼层是否在有效范围内。在 Main 类中添加请求时，会调用该方法进行验证，忽略无效楼层的请求。
异常处理（隐式）：虽然代码中没有显式的异常处理代码，但在输入处理过程中，如 Integer.parseInt(input) 可能会抛出 NumberFormatException 异常。
6. 重写方法
equals 和 hashCode 方法：PassengerRequest 类重写了 equals 和 hashCode 方法，这是为了让 LinkedHashSet 能够正确判断两个 PassengerRequest 对象是否相等，从而实现去除重复请求的功能。
一开始，我拿到需求，知道要遵循单一职责原则，把原来职责过多的电梯类拆分成多个类。我仔细分析了类图和具体要求，确定了要设计 PassengerRequest、Elevator、RequestQueue 和 ElevatorController 这几个关键类。我觉得这就像是盖房子，得先把蓝图规划好，每个类负责的功能就像房子的不同房间，得明确它们各自的用途。
我首先着手编写 PassengerRequest 类，这个类主要是封装乘客的请求信息。定义属性的时候比较顺利，但是重写 equals 和 hashCode 方法让我犯了难。我知道这两个方法对于后续使用 LinkedHashSet 去除重复请求很关键，但是具体的实现逻辑有点复杂。我查阅了很多资料，学习了 equals 方法要比较对象的属性是否相等，hashCode 方法要根据属性生成一个唯一的哈希码。经过反复尝试和调试，我终于写对了这两个方法，当时心里别提多有成就感了，感觉像是解开了一道难题。
接着是 Elevator 类，它负责管理电梯的基本属性和状态操作。这个类的设计相对比较直观，我按照电梯的实际运行情况，定义了最小楼层、最大楼层、当前楼层、运行方向和状态等属性，还实现了电梯的移动、开门、关门等方法。不过，在编写 isValidFloor 方法时，我还是思考了一下边界条件，确保能正确判断请求的楼层是否有效。完成这个类的时候，我感觉电梯的基本框架已经搭建起来了，就像房子的主体结构已经完工。
RequestQueue 类让我又遇到了挑战。我选择使用 LinkedHashSet 来存储乘客请求，因为它可以保证元素的插入顺序，还能自动去除重复元素。但是我对 LinkedHashSet 的使用不是很熟悉，一开始不知道怎么把 PassengerRequest 对象正确地添加到集合中。我通过阅读 Java 文档和参考一些示例代码，逐渐掌握了 add 方法和 get 方法的使用，最终实现了请求队列的管理功能。这个过程让我对 Java 集合框架有了更深入的理解。
ElevatorController 类是整个程序的核心，负责电梯的调度和请求处理。这里的逻辑比较复杂，需要根据电梯的当前方向处理上行和下行请求。我在编写 processRequests、processUpRequests 和 processDownRequests 方法时，花了很多时间来设计算法。我先在纸上画出了电梯运行的流程图，然后根据流程图来编写代码。在处理请求的过程中，还需要使用 Iterator 迭代器来遍历请求集合，并且在遍历过程中移除已经处理的请求。这个过程中我遇到了 ConcurrentModificationException 异常，经过一番排查，我才知道在使用迭代器遍历集合时不能直接使用集合的 remove 方法，而要使用迭代器的 remove 方法。解决这个问题后， 我感觉自己对 Java 集合的操作又有了新的认识.
最后是 Main 类，它的主要任务是读取用户输入，创建相关对象并启动电梯调度。使用 Scanner 类读取输入相对简单，但是在解析输入时，要根据输入的格式判断是内部请求还是外部请求，并且调用相应的方法添加到请求队列中。同时，还要对输入的楼层进行有效性验证，忽略无效的请求。完成这个类后，整个程序就基本成型了。
代码编写完成后，我进行了大量的测试，使用不同的测试用例来模拟各种请求顺序。在测试过程中，我发现了一些小问题，比如输出格式不符合要求，或者某些边界条件没有处理好。我通过仔细检查代码和调试，逐步修复了这些问题，让程序的运行更加稳定和符合预期。