由于我使用 go 已经有一段时间了，我认为在 go 中实现一些经典的低级设计解决方案将是一个有趣的挑战。
设计电梯系统时，一个关键的方面是如何决定下一步服务哪一层，尤其是当电梯有多个请求时。 go 简单的语法和性能使其非常适合对此类系统进行建模，因此我着手创建 fcfs（先来先服务）、sstf（最短寻道时间优先）、scan 和 look 算法的基本实现。
1. 先到先得 (fcfs)
我从最简单的方法开始：按照收到的顺序发送服务请求。它很容易实现，但如果请求分散在各个楼层，则效率可能会很低，从而导致更多的出行时间。
func fcfs(currentfloor int, requests []int) []int {
path := []int{}
for _, floor := range requests {
path = append(path, floor)
}
return path
}
在fcfs中，电梯只是按照给定的顺序移动到每个请求的楼层。
2. 最短寻道时间优先（sstf）
sstf 尝试通过接下来选择最近的请求楼层来尽量减少出行。这减少了旅行时间，但如果新的更近的请求不断出现，可能会导致远处的请求“饥饿”。
func sstf(currentfloor int, requests []int) []int {
path := []int{}
remaining := append([]int{}, requests...)
for len(remaining) > 0 {
closestidx := 0
mindistance := abs(currentfloor - remaining[0])
for i, floor := range remaining {
distance := abs(currentfloor - floor)
if distance < mindistance {
closestidx = i
mindistance = distance
}
}
currentfloor = remaining[closestidx]
path = append(path, currentfloor)
remaining = append(remaining[:closestidx], remaining[closestidx+1:]...)
}
return path
}
func abs(x int) int {
if x < 0 {
return -x
}
return x
}
此功能每次都会找到距离当前楼层最近的楼层，并在每次移动后更新电梯的位置。
3. scan（电梯算法）
在 scan 中，电梯朝一个方向移动，服务该方向上的所有请求，直到到达终点，然后反转。这种方法比 sstf 更公平，因为它减少了饥饿。
func scan(currentfloor, maxfloor int, requests []int) []int {
path := []int{}
up := []int{}
down := []int{}
for _, floor := range requests {
if floor >= currentfloor {
up = append(up, floor)
} else {
down = append(down, floor)
}
}
sort.ints(up)
sort.sort(sort.reverse(sort.intslice(down)))
path = append(path, up...)
path = append(path, down...)
return path
}
此函数将请求拆分为当前位置上方和下方的楼层。它向上服务所有楼层，然后向下服务。
4. 看
look 是 scan 的轻微变体。电梯不会一直走到尽头，而是在每个方向的最后一个请求时反转方向。它通过在请求结束的地方停止而不是在物理限制处来节省时间。
func LOOK(currentFloor int, requests []int) []int {
path := []int{}
up := []int{}
down := []int{}
for _, floor := range requests {
if floor >= currentFloor {
up = append(up, floor)
} else {
down = append(down, floor)
}
}
sort.Ints(up)
sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(down)))
path = append(path, up...)
path = append(path, down...)
return path
}
与 scan 类似，这种方法仅移动到每个方向上的最后一个请求。
每种算法都有其权衡：
- fcfs：简单但效率低下。
- sstf：针对最近的楼层进行优化，但可能会导致远处的请求匮乏。
- scan：更公平、更高效，最大限度地减少方向变化。
- 查看：通过在最后一个请求处停止来节省额外时间。
正确的选择取决于系统对效率、公平性和响应时间的具体要求。
有关使用 look 算法的完整实现，请参阅我的 github 存储库：
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目录
- 概述
- 停车场系统
- 电梯系统
概述
底层系统设计涉及理解系统架构的核心概念以及设计可扩展、可维护和高效的系统。该存储库将尝试涵盖使用 go 的各种问题和场景的解决方案。
停车场系统
此存储库中的第一个项目是停车场系统。该系统模拟一个可以停放车辆和出库车辆的停车场。它演示了：
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