Python初學——Queue實例——打印機

打印機序列：

平均每天大約10名學生在任何給定時間在實驗室工作。這些學生通常在此期間打印兩次，這些任務的長度范圍從1到20頁。實驗室中的打印機較舊，每分鍾以草稿質量可以處理10頁。打印機可以切換以提供更好的質量，但是它將每分鍾只能處理五頁。較慢的打印速度可能會使學生等待太久。當學生提交打印任務時，我們將把他們添加到等待列表中，一個打印任務的隊列。 當打印機完成任務時，它將檢查隊列，以檢查是否有剩余的任務要處理。我們感興趣的是學生等待他們的論文打印的平均時間。這等於任務在隊列中等待的平均時間量。學生可以打印長度從 1 到 20 頁的紙張。如果從 1 到 20 的每個長度有同樣的可能性，則可以通過使用 1 和 20 之間的隨機數來模擬打印任務的實際長度。這意味着出現從 1 到 20 的任何長度的機會是平等的

具體思路：

1. 創建打印任務的隊列，每個任務都有個時間戳。隊列啟動的時候為空。

2. 每秒（currentsecond）：

是否創建新的打印任務？如果是，將 currentSecond 作為時間戳添加到隊列。

如果打印機不忙並且有任務在等待

從打印機隊列中刪除一個任務並將其分配給打印機

從 currentSecond 中減去時間戳，以計算該任務的等待時間。

將該任務的等待時間附件到列表中稍后處理。

根據打印任務的頁數，確定需要多少時間。

打印機需要一秒打印，所以得從該任務的所需的等待時間減去一秒

如果任務已經完成，換句話說，所需的時間已經達到零，打印機空閑。

3. 模擬完成后，從生成的等待時間列表中計算平均等待時間。

#Author:KangZP
from pythonds.basic.queue import Queue
import random
#定義一個Printer類，tick是一個任務為非空閑的遞減的計數器，，busy確認任務是否空閑，startnext確認新任務的打印時間
class Printer:
    def __init__(self,ppm):
        self.pagerate=ppm
        self.currenttask=None
        self.timeremain=0
    def tick(self):
        if self.currenttask!=None:
            self.timeremain=self.timeremain-1
            if self.timeremain<=0:
                self.currenttask=None
    def busy(self):
        if self.currenttask!=None:
            return True
        else:
            return False
    def startnext(self,newtask):
        self.currenttask=newtask
        self.timeremain=newtask.getpages()*60/self.pagerate
#定義一個Task類，getstamp用來標記任務，getpages用來獲取任務的頁數，waittime獲取新任務需要的等待時間
class Task:
    def __init__(self,time):
        self.timestamp=time
        self.pages=random.randrange(1,21)       #每個任務的打印頁數隨機產生random.randrange ([start,] stop [,step])
    def getstamp(self):
        return self.timestamp
    def getpages(self):
        return self.pages
    def waittime(self,currenttime):
        return currenttime - self.timestamp
#newprinttask決定是否創建一個新的打印任務
def newprinttask():
    num=random.randrange(1,181)
    if num==180:
        return True
    else:
        return False
#仿真函數，numsecond代表模擬的總的時間，pagesperminute表示每分鍾的打印機的打印速率
def simulation(numsecond,pagesperminute):
    labprinter=Printer(pagesperminute)
    printqueue=Queue()                  #建立一個打印機隊列
    waittimes=[]
    for currentsecond in range(numsecond):
        if newprinttask():
            task=Task(currentsecond)
            printqueue.enqueue(task)    #加入打印機隊列
        if (not labprinter.busy()) and (not printqueue.isEmpty()):
            nexttask=printqueue.dequeue()
            waittimes.append(nexttask.waittime(currentsecond))  #列表waittimes加入新任務的等待時間
            labprinter.startnext(nexttask)
        labprinter.tick()
    averagewait=sum(waittimes)/len(waittimes)
    print("Average wait %6.2f secs %3d tasks remaining."%(averagewait,printqueue.size()))


for i in range(10):
    simulation(3600,5)#3600為一個小時
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模擬結果：

Average wait 128.00 secs 0 tasks remaining.
Average wait 462.00 secs 2 tasks remaining.
Average wait 46.89 secs 0 tasks remaining.
Average wait 88.08 secs 0 tasks remaining.
Average wait 130.26 secs 0 tasks remaining.
Average wait 74.33 secs 0 tasks remaining.
Average wait 60.62 secs 0 tasks remaining.
Average wait 35.14 secs 1 tasks remaining.
Average wait 180.95 secs 7 tasks remaining.
Average wait 214.44 secs 0 tasks remaining.