门 | GATE-CS-2016(Set 1)|问题26

这道题目要求我们实现一个名为“门”的抽象化数据类型，该类型有三个传统的集合操作：添加（add）、移除（remove）和查询是否存在（contains）。该类型还有两个特殊的操作： 打开（open）和关闭（close）。如果门处于关闭状态，则不执行任何操作。如果门是打开的，则可以执行添加、移除和查询是否包含操作。在门关闭之前，每次必须执行“查询是否包含”操作，以便在关闭时获得该操作的结果。

因此，我们需要定义一个门类（Gate）和一个门状态类（GateStatus）。门类有添加、移除和查询是否存在等基本操作，而门状态类则用于记录门的状态和进行门的打开和关闭操作。

门状态类

我们先定义门状态类，该类包含打开和关闭等操作。门状态类可以是一个包含布尔变量isOpen的类。

class GateStatus:
    def __init__(self):
        self.isOpen = False
    
    def open(self):
        self.isOpen = True
    
    def close(self):
        self.isOpen = False

门类

接下来是门类的实现。门类的基本操作是添加、移除和查询元素是否存在，它可以是一个包含一个列表和三个基本操作add、remove、contains的类。为了确保门在关闭之前执行了“查询是否包含”操作，我们需要使用Python的property装饰器为contains方法添加一些逻辑。

class Gate:
    def __init__(self, status):
        self.status = status
        self.items = []
    
    def add(self, item):
        self.items.append(item)
    
    def remove(self, item):
        self.items.remove(item)
    
    @property
    def contains(self):
        if self.status.isOpen:
            return lambda item: item in self.items
        else:
            raise ValueError("门已关闭")

示例

最后，我们可以使用下面的代码片段来测试实现的门类：

status = GateStatus()
gate = Gate(status)

status.open()
gate.add(1)
gate.add(2)
gate.add(3)
print(gate.contains(2))  # True
gate.remove(2)
print(gate.contains(2))  # False

status.close()
# gate.contains(1)  # 抛出异常：ValueError: 门已关闭

结论

门类是一种抽象化数据类型，它有五个操作：添加、移除、查询是否存在、打开和关闭。我们使用Python实现了门类和门状态类，以及上述五个操作。现在，我们可以像上述示例中一样使用门类来操作门。