征服火车调度难题：C 语言实现详解

2024-02-27 11:03:04

在这个动感十足的数字世界中，火车调度问题（TSP）以其复杂的本质和实际应用而著称。C 语言以其高效和接近硬件的特性，成为了解决此类问题的不二之选。本文将通过深入浅出的讲解，带领您探索 C 语言中 TSP 的巧妙实现，助您轻松掌握这一算法难题。

在 TSP 中，我们有一个火车车厢序列，需要安排它们从入口 A 出发，经过中转盲端 S，最终到达出口 B。单轨单向的限制意味着火车只能按照 A→S→B 的顺序行驶，而 S 的容量限制又增添了额外的复杂性。

我们的 C 语言实现巧妙地运用了队列和栈数据结构来模拟火车在 A、S 和 B 之间的流动。我们首先定义了一个队列来存储从 A 驶入 S 的车厢，然后使用一个栈来模拟 S 中的火车驻留。最后，另一个队列用于存储从 S 驶出 B 的车厢。

算法的核心在于管理 S 的容量限制。当 S 已满时，新驶入的车厢将被暂时阻塞在 A 端。一旦 S 中有车厢驶出，算法就会立即释放一个空位，让阻塞的车厢进入 S。

// 假设S的容量为m
#define MAX_CAPACITY 10

// 定义队列和栈
queue_t* a_to_s;
stack_t* s_buffer;
queue_t* s_to_b;

// 初始化数据结构
a_to_s = queue_create();
s_buffer = stack_create();
s_to_b = queue_create();

// 模拟火车调度
while (!queue_is_empty(a_to_s)) {
    // 从A端驶入S
    int train = queue_dequeue(a_to_s);
    if (stack_size(s_buffer) < MAX_CAPACITY) {
        // S中有空位，直接入栈
        stack_push(s_buffer, train);
    } else {
        // S已满，阻塞在A端
        queue_enqueue(a_to_s, train);
    }

    // 从S端驶出B
    if (!stack_is_empty(s_buffer)) {
        train = stack_pop(s_buffer);
        queue_enqueue(s_to_b, train);
    }
}