门|门CS 2012 |第 47 题

这道题目是一道模拟题目，需要程序员实现一个类似于门的系统。这个系统中包括了门的开关状态、门的开关信号、门的警报器和门的锁等功能。

题目描述

你需要实现一个门的类，这个门类需要包含以下功能：

1. 打开门。
2. 关闭门。
3. 锁门。
4. 解锁门。
5. 获取门的开关状态。
6. 获取门的锁的状态。
7. 设置门的开关信号。
8. 添加门的警报器并设置警报器的开关信号。
9. 删除门的警报器。

门的类需要支持多个实例，每个实例包括一扇门和门上的警报器。门的警报器可以添加和删除，每个警报器需要跟踪门的开关状态，当门关闭并锁上时，警报器应该激活。门的开关信号是一个数字 0 或 1，当门的开关状态发生改变时，开关信号应该跟随改变。

解题思路

我们可以使用类来实现门的系统，可以定义一个 Door 类来表示门。在这个类中，我们定义以下属性：

1. is_open 表示门当前的开关状态，初始化为 False。
2. is_locked 表示门当前的锁的状态，初始化为 True。
3. signal 表示门当前的开关信号，初始化为 0。
4. alarm 表示门当前的警报器，初始化为空列表，可以添加多个警报器。
5. alarm_signal 表示门当前的警报器的开关信号，初始化为 0。

在 Door 类中我们可以定义以下方法：

1. open 方法用于打开门，将 is_open 设为 True，signal 设为 1。
2. close 方法用于关闭门，将 is_open 设为 False，signal 设为 0。
3. lock 方法用于锁门，将 is_locked 设为 True。
4. unlock 方法用于解锁门，将 is_locked 设为 False。
5. get_status 方法用于获取门的开关状态和锁的状态，返回一个元组。
6. set_signal 方法用于设置门的开关信号，传入 0 或 1，将 signal 设为传入的值。
7. add_alarm 方法用于添加一个警报器，并设定警报器的开关信号。
8. remove_alarm 方法用于删除一个警报器。

在 add_alarm 方法中，我们需要定义一个 Alarm 类来表示门的警报器，这个类与 Door 类相似，需要定义以下属性：

1. is_on 表示警报器当前的开关状态，初始化为 False。
2. signal 表示警报器当前的开关信号，初始化为 0。

在 Alarm 类中我们可以定义以下方法：

1. set_signal 方法用于设置警报器的开关信号，传入 0 或 1，将 signal 设为传入的值。
2. on 方法用于打开警报器，将 is_on 设为 True。
3. off 方法用于关闭警报器，将 is_on 设为 False。

在 set_signal 方法中，我们需要实现当 signal 设为 1 时，如果门的 is_open 为 False 或 is_locked 为 True，则将警报器开启。

在 remove_alarm 方法中，我们需要从 alarm 列表中删除传入的警报器对象。

实现代码

class Door:
    def __init__(self):
        self.is_open = False
        self.is_locked = True
        self.signal = 0
        self.alarm = []
        self.alarm_signal = 0

    def open(self):
        self.is_open = True
        self.signal = 1
        self.check_alarm()

    def close(self):
        self.is_open = False
        self.signal = 0
        self.check_alarm()

    def lock(self):
        self.is_locked = True

    def unlock(self):
        self.is_locked = False

    def get_status(self):
        return (self.is_open, self.is_locked)

    def set_signal(self, signal):
        self.signal = signal
        self.check_alarm()

    def add_alarm(self, alarm):
        self.alarm.append(alarm)

    def remove_alarm(self, alarm):
        self.alarm.remove(alarm)

    def check_alarm(self):
        if self.alarm_signal == 1 and not self.is_open and self.is_locked:
            for alarm in self.alarm:
                alarm.on()
        else:
            for alarm in self.alarm:
                alarm.off()


class Alarm:
    def __init__(self):
        self.is_on = False
        self.signal = 0

    def on(self):
        self.is_on = True

    def off(self):
        self.is_on = False

    def set_signal(self, signal):
        self.signal = signal
        if self.signal == 1:
            door = self.get_door()
            if door and not door.is_open and door.is_locked:
                self.on()

    def get_door(self):
        frame = sys._getframe(1)
        door = frame.f_locals.get('self')
        while door:
            if isinstance(door, Door):
                return door
            frame = frame.f_back
            door = frame.f_locals.get('self')
        return None

总结

本题是一道相对简单的模拟题目，通过实现类的功能可以加深对 Python 面向对象编程的理解。同时，本题还涉及到类之间的相互调用，需要程序员通过 sys._getframe() 方法来获取当前类的实例。