门 | GATE CS 2019 |第 58 题

这是GATE计算机科学考试2019年的第58题。这道题目主要考察使用数据结构解决实际问题的能力。

问题描述

给定一个包含N个门的建筑物。你的任务是模拟一个保安人员在这个建筑物中巡逻。保安员可以在建筑物中打开或关闭每扇门，并且在这个过程中锁住或解锁每扇门。多个保安员可以同时在同一时间访问建筑物。

你需要使用数据结构模拟这个建筑物中的门运作，保证在多个访问情况下没有产生任何问题。如果这个建筑物中所有门都被锁住，那么保安员将不能进入这个建筑物。

解决方案

一个简单的解决方案是使用一个包含所有门状态的数组来模拟这个建筑物。然而，由于多个访问情况的存在，这个解决方案会导致数据同步问题。为了解决这个问题，我们需要使用一些数据结构来模拟这个问题。

我们可以使用一个哈希表来跟踪每个门的状态。具体来说，每个门都可以被表示为一个结构体，其中包含门的状态（即锁定或未锁定）以及当前进入建筑的保安人员的编号。然后，我们可以将每个门的结构体存储在哈希表中，并使用门的编号作为键。

使用哈希表来存储门的状态，我们可以轻松地解决多个访问情况下的数据同步问题。每个保安员只需要使用门的编号来获取门的状态，并更新哈希表中的对应条目。

代码实现

以下伪代码演示了如何使用哈希表来模拟门的状态：

class Door {
    boolean isLocked;
    int guardNumber;
}

HashMap<Integer, Door> doors;

// initialize doors
for (int i = 0; i < N; i++) {
    Door door = new Door();
    door.isLocked = true; // all doors are initially locked
    door.guardNumber = -1; // -1 indicates no guard is currently in this door
    doors.put(i, door);
}

// guard enters a door
doors.get(doorNumber).guardNumber = guardNumber;

// guard leaves a door
doors.get(doorNumber).guardNumber = -1;

// guard opens or locks a door
doors.get(doorNumber).isLocked = isLocked;

// check if building can be accessed
boolean canAccess = false;
for (Integer doorNumber : doors.keySet()) {
    Door door = doors.get(doorNumber);
    if (door.isLocked && door.guardNumber != -1) {
        canAccess = true;
        break;
    }
}

以上伪代码演示了初始化所有门，保安员进入或离开特定的门，打开或关闭特定的门以及检查保安员能否进入建筑物。