门| GATE MOCK 2017 |问题9

简介

这是GATE MOCK 2017中的第9个问题，主要涉及算法和数据结构的应用。问题要求实现一个模拟系统，以模拟门的运作，包括对门的开启和关闭、门的状态储存和查询等等。这是一个很有挑战性的问题，需要运用多种技术才能有效解决。

思路

问题要求我们实现一个模拟系统，我们需要设计数据结构来储存门的状态，并且实现一些基本的操作。具体来说，我们需要：

• 定义一个结构来储存门的状态，包括门的名字和当前状态（开启或关闭）。
• 实现一个函数来查询某个门的当前状态，这个函数应该能够根据门的名字来查询。
• 实现一个函数来开启某个门，同样应该根据门的名字来操作。
• 实现一个函数来关闭某个门，同样应该根据门的名字来操作。

考虑到这是一个模拟系统，所以一些必要的检查和错误处理也非常重要，不能够容忍用户输入的错误。例如，如果用户查询一个不存在的门，应该给出错误提示以保证系统的正确性。为此，我们需要添加一些过滤条件。

代码

# 定义门的状态结构
class Gate:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.state = False # 初始状态为关闭

# 查询某个门的状态
def query_gate(name, gates):
    for gate in gates:
        if gate.name == name:
            return gate.state
    return None # 没有找到门

# 打开某个门
def open_gate(name, gates):
    for gate in gates:
        if gate.name == name:
            gate.state = True
            return True
    return False # 没有找到门

# 关闭某个门
def close_gate(name, gates):
    for gate in gates:
        if gate.name == name:
            gate.state = False
            return True
    return False # 没有找到门

# 模拟门的运作
def simulate(n, k, queries):
    gates = []
    for i in range(n):
        gates.append(Gate(str(i+1)))
    for query in queries:
        if query[0] == 0:
            # 查询门的状态
            state = query_gate(query[1], gates)
            if state is not None:
                print("{}".format(int(state)))
            else:
                print("404")
        elif query[0] == 1:
            # 开门
            if not open_gate(query[1], gates):
                print("404")
        elif query[0] == 2:
            # 关门
            if not close_gate(query[1], gates):
                print("404")

# 测试代码
n, k = 4, 6
queries = [(0, '3'), (1, '2'), (0, '3'), (2, '4'), (0, '4'), (0, '2')]
simulate(n, k, queries)

解释

这段代码使用了Python语言来实现。我们定义了一个门的状态结构Gate，其中包括门的名字和当前状态。我们使用一个列表gates来储存所有的门，查询、开门和关门操作都会遍历这个列表，寻找目标门并操作它们的状态。我们实现了query_gate、open_gate和close_gate三个函数来对门的状态进行操作。模拟系统的入口是simulate函数，它会根据输入的查询来调用上述三个函数，并输出门的状态或错误提示。

在测试代码中，我们输入了4个门和6个查询，包括查询门的状态、开门和关门三种操作。运行这段代码可以得到符合要求的结果。

总结

这个问题涉及到算法和数据结构的应用，需要我们灵活运用各种技巧才能解决。我们实现了一个模拟系统，可以储存门的状态，并且对门进行查询和操作。在实现过程中，我们考虑了系统的正确性和鲁棒性，对不合法的操作进行了处理，保证了系统的可靠性。