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Understand it step by step (한국어로 이해 → 영어로 말하기)

건물 안의 엘리베이터 여러 대를 제어하는 시스템을 설계합니다. 사용자가 어떤 층에서 위/아래 버튼을 누르면, 시스템이 가장 적절한 엘리베이터를 골라 그 층으로 보내야 합니다. 핵심 요구사항은 (1) 여러 대의 엘리베이터 관리, (2) 층 요청 처리와 이동 방향 결정, (3) 엘리베이터 선택 정책을 쉽게 바꿀 수 있는 구조입니다.

1
먼저 요구사항을 정리하고 핵심 개념을 enum으로 잡습니다. 이동 방향(UP/DOWN/IDLE)과 문 상태(OPEN/CLOSED)는 값이 정해져 있으니 클래스가 아니라 enum이 맞습니다.
⚖️ Trade-off: 방향이나 문 상태를 String이나 int로 표현할 수도 있습니다. 하지만 그러면 잘못된 값('UPP', 99)이 들어갈 수 있습니다.
✅ Fix: 정해진 값 집합은 enum으로 만들어 컴파일 시점에 안전하게 막습니다.
🔧 도구:enum over primitivestype safety
```
enum Direction { UP, DOWN, IDLE }
enum DoorState { OPEN, CLOSED }
```
🗣 영어로 말해
“Fixed value sets like direction and door state should be enums, not strings.”
checking microphone…
2
사용자의 호출을 표현하는 Request 클래스를 만듭니다. 어느 층에서 어느 방향으로 가고 싶은지를 담습니다. 한 번 만들면 바뀌지 않으니 필드를 final로 둡니다.
✅ Fix: Request는 불변 객체로 두어 여러 엘리베이터 사이에서 안전하게 넘길 수 있게 합니다.
🔧 도구:immutabilityvalue object
```
static final class Request {
    final int floor;
    final Direction direction;
    Request(int floor, Direction direction) {
        this.floor = floor;
        this.direction = direction;
    }
}
```
🗣 영어로 말해
“A Request is an immutable value object holding the source floor and direction.”
checking microphone…
3
핵심 엔티티인 Elevator 클래스를 만듭니다. 현재 층, 이동 방향, 문 상태를 가집니다. 가야 할 층들은 위로 가는 정류장과 아래로 가는 정류장으로 나눠 TreeSet에 저장합니다.
⚖️ Trade-off: 정류장을 그냥 List에 담을 수도 있지만, 그러면 다음에 어느 층에 멈출지 매번 정렬하거나 찾아야 합니다.
✅ Fix: TreeSet을 쓰면 자동 정렬됩니다. 위는 오름차순, 아래는 내림차순(reverseOrder)으로 두면 first()가 항상 다음 목적지입니다.
🔧 도구:SRPTreeSet for ordered stops
```
static final class Elevator {
    final int id;
    int currentFloor = 0;
    Direction direction = Direction.IDLE;
    DoorState door = DoorState.CLOSED;
    final TreeSet<Integer> upStops = new TreeSet<>();
    final TreeSet<Integer> downStops =
        new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
    Elevator(int id) { this.id = id; }
}
```
🗣 영어로 말해
“Each elevator tracks its floor and keeps up and down stops in sorted sets.”
checking microphone…

엘리베이터의 핵심 동작을 추가합니다. addStop은 요청 층이 현재 층보다 위면 upStops, 아래면 downStops에 넣고, 현재 층이면 바로 문을 엽니다(놓치면 안 됨). step은 한 틱마다 한 층씩 목적지로 이동합니다.

✅ Fix: 방향에 따라 active 집합(upStops 또는 downStops)을 고르고, first()로 다음 목적지를 정해 한 층씩 움직입니다. 도착하면 그 정류장을 지우고 문을 엽니다.

🔧 도구:SCAN/elevator algorithmbehavior near data

void addStop(int floor) {
    if (floor > currentFloor) upStops.add(floor);
    else if (floor < currentFloor) downStops.add(floor);
    else door = DoorState.OPEN; // request for the current floor: open now
}
void step() {
    if (direction == Direction.IDLE) {
        if (!upStops.isEmpty()) direction = Direction.UP;
        else if (!downStops.isEmpty()) direction = Direction.DOWN;
        else return;
    }
    TreeSet<Integer> active =
        direction == Direction.UP ? upStops : downStops;
    if (active.isEmpty()) { direction = Direction.IDLE; return; }
    int target = active.first();
    currentFloor += Integer.signum(target - currentFloor);
    if (currentFloor == target) { active.remove(target); door = DoorState.OPEN; }
    else door = DoorState.CLOSED;
}

🗣 영어로 말해

“Each step moves the car one floor toward the next stop and opens the door on arrival.”

checking microphone…

5
어느 엘리베이터를 보낼지 고르는 정책을 인터페이스로 분리합니다. DispatchStrategy를 만들고, 가장 가까운 엘리베이터를 고르는 NearestCarStrategy를 구현합니다.
⚖️ Trade-off: 선택 로직을 컨트롤러 안에 if문으로 박을 수도 있습니다. 하지만 나중에 '가장 적게 멈추는 차' 같은 다른 정책을 원하면 컨트롤러를 고쳐야 합니다.
✅ Fix: Strategy 패턴으로 정책을 인터페이스 뒤에 두면, 컨트롤러를 안 건드리고 새 정책을 끼워 넣을 수 있습니다 (OCP).
🔧 도구:Strategy patternOCPDIP
```
interface DispatchStrategy {
    Elevator selectElevator(List<Elevator> elevators, Request request);
}
static final class NearestCarStrategy implements DispatchStrategy {
    public Elevator selectElevator(List<Elevator> elevators, Request request) {
        Elevator best = null; int bestDist = Integer.MAX_VALUE;
        for (Elevator e : elevators) {
            int d = Math.abs(e.currentFloor - request.floor);
            if (d < bestDist) { bestDist = d; best = e; }
        }
        return best;
    }
}
```
🗣 영어로 말해
“Dispatch logic lives behind a Strategy interface so we can swap selection rules freely.”
checking microphone…
6
전체를 묶는 ElevatorController를 만듭니다. 엘리베이터 목록과 정책을 들고 있습니다. requestElevator는 정책으로 차를 고르고 그 차에 정류장을 추가하며, tick은 모든 차를 한 틱 움직입니다.
⚖️ Trade-off: 여러 사용자가 동시에 버튼을 누르면 같은 엘리베이터 상태를 동시에 건드려 데이터가 깨질 수 있습니다.
✅ Fix: requestElevator를 synchronized로 두어 한 번에 한 요청만 차를 배정하게 합니다. 더 크면 차별로 락을 나누거나 요청 큐를 쓸 수 있습니다.
🔧 도구:Facade/Controllersynchronizedthread safety
```
static final class ElevatorController {
    final List<Elevator> elevators = new ArrayList<>();
    final DispatchStrategy strategy;
    ElevatorController(int count, DispatchStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
        for (int i = 0; i < count; i++) elevators.add(new Elevator(i));
    }
    synchronized void requestElevator(Request request) {
        Elevator e = strategy.selectElevator(elevators, request);
        if (e != null) e.addStop(request.floor);
    }
    void tick() { for (Elevator e : elevators) e.step(); }
}
```
🗣 영어로 말해
“The controller picks a car via the strategy and synchronizes concurrent requests.”
checking microphone…
7
마지막으로 확장 지점을 설명하고 끝을 맺습니다. 현재 구조는 새 정책(예: 부하 분산), 우선순위 요청(소방관 모드), 엘리베이터 상태 머신(고장/점검) 등을 쉽게 붙일 수 있습니다.
✅ Fix: Direction/DoorState를 정식 State 패턴으로 키우거나, 도착 알림을 Observer로 표시 패널에 보내는 식으로 확장할 수 있습니다.
🔧 도구:State pattern (future)Observer (future)extensibility
```
// 확장 예: 우선순위 모드, 부하 분산 정책, 상태 머신
// new ElevatorController(4, new LeastBusyStrategy());
ElevatorController c = new ElevatorController(2, new NearestCarStrategy());
c.requestElevator(new Request(5, Direction.UP));
for (int i = 0; i < 6; i++) c.tick();
```
🗣 영어로 말해
“This design extends cleanly to new strategies, priority modes, and state machines.”
checking microphone…

7단계 영어를 다 말하면 → 이 메커니즘 전체를 영어로 설명할 수 있게 된다.

Full Java (javac-verified)

import java.util.*;

public class Solution {

    enum Direction { UP, DOWN, IDLE }
    enum DoorState { OPEN, CLOSED }

    interface DispatchStrategy {
        Elevator selectElevator(List<Elevator> elevators, Request request);
    }

    static final class Request {
        final int floor;
        final Direction direction;
        Request(int floor, Direction direction) {
            this.floor = floor;
            this.direction = direction;
        }
    }

    static final class Elevator {
        final int id;
        int currentFloor = 0;
        Direction direction = Direction.IDLE;
        DoorState door = DoorState.CLOSED;
        final TreeSet<Integer> upStops = new TreeSet<>();
        final TreeSet<Integer> downStops = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());

        Elevator(int id) { this.id = id; }

        void addStop(int floor) {
            if (floor > currentFloor) upStops.add(floor);
            else if (floor < currentFloor) downStops.add(floor);
        }

        void step() {
            if (direction == Direction.IDLE) {
                if (!upStops.isEmpty()) direction = Direction.UP;
                else if (!downStops.isEmpty()) direction = Direction.DOWN;
                else return;
            }
            TreeSet<Integer> active = direction == Direction.UP ? upStops : downStops;
            if (active.isEmpty()) { direction = Direction.IDLE; return; }
            int target = active.first();
            currentFloor += Integer.signum(target - currentFloor);
            if (currentFloor == target) {
                active.remove(target);
                door = DoorState.OPEN;
            } else {
                door = DoorState.CLOSED;
            }
        }
    }

    static final class NearestCarStrategy implements DispatchStrategy {
        public Elevator selectElevator(List<Elevator> elevators, Request request) {
            Elevator best = null;
            int bestDist = Integer.MAX_VALUE;
            for (Elevator e : elevators) {
                int d = Math.abs(e.currentFloor - request.floor);
                if (d < bestDist) { bestDist = d; best = e; }
            }
            return best;
        }
    }

    static final class ElevatorController {
        final List<Elevator> elevators = new ArrayList<>();
        final DispatchStrategy strategy;

        ElevatorController(int count, DispatchStrategy strategy) {
            this.strategy = strategy;
            for (int i = 0; i < count; i++) elevators.add(new Elevator(i));
        }

        synchronized void requestElevator(Request request) {
            Elevator e = strategy.selectElevator(elevators, request);
            if (e != null) e.addStop(request.floor);
        }

        void tick() { for (Elevator e : elevators) e.step(); }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ElevatorController c = new ElevatorController(2, new NearestCarStrategy());
        c.requestElevator(new Request(5, Direction.UP));
        for (int i = 0; i < 6; i++) c.tick();
        System.out.println("Elevator 0 floor: " + c.elevators.get(0).currentFloor);
    }
}

🎙 이 카드 AI랑 음성 대화 · 기록 저장