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Python入门习题（39）——CCF CSP认证考试真题：公共钥匙盒

内容导读

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内容图文

CCF CSP认证考试真题：共钥匙盒

问题描述

试题编号： 201709-2
试题名称： 公共钥匙盒
时间限制： 1.0s
内存限制： 256.0MB

问题描述
　　有一个学校的老师共用N个教室，按照规定，所有的钥匙都必须放在公共钥匙盒里，老师不能带钥匙回家。每次老师上课前，都从公共钥匙盒里找到自己上课的教室的钥匙去开门，上完课后，再将钥匙放回到钥匙盒中。
　　钥匙盒一共有N个挂钩，从左到右排成一排，用来挂N个教室的钥匙。一串钥匙没有固定的悬挂位置，但钥匙上有标识，所以老师们不会弄混钥匙。
　　每次取钥匙的时候，老师们都会找到自己所需要的钥匙将其取走，而不会移动其他钥匙。每次还钥匙的时候，还钥匙的老师会找到最左边的空的挂钩，将钥匙挂在这个挂钩上。如果有多位老师还钥匙，则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙，则老师们会先将钥匙全还回去再取出。
　　今天开始的时候钥匙是按编号从小到大的顺序放在钥匙盒里的。有K位老师要上课，给出每位老师所需要的钥匙、开始上课的时间和上课的时长，假设下课时间就是还钥匙时间，请问最终钥匙盒里面钥匙的顺序是怎样的？
输入格式
　　输入的第一行包含两个整数N, K。
　　接下来K行，每行三个整数w, s, c，分别表示一位老师要使用的钥匙编号、开始上课的时间和上课的时长。可能有多位老师使用同一把钥匙，但是老师使用钥匙的时间不会重叠。
　　保证输入数据满足输入格式，你不用检查数据合法性。
输出格式
　　输出一行，包含N个整数，相邻整数间用一个空格分隔，依次表示每个挂钩上挂的钥匙编号。
样例输入
5 2
4 3 3
2 2 7
样例输出
1 4 3 2 5
样例说明
　　第一位老师从时刻3开始使用4号教室的钥匙，使用3单位时间，所以在时刻6还钥匙。第二位老师从时刻2开始使用钥匙，使用7单位时间，所以在时刻9还钥匙。
　　每个关键时刻后的钥匙状态如下（X表示空）：
　　时刻2后为1X345；
　　时刻3后为1X3X5；
　　时刻6后为143X5；
　　时刻9后为14325。
样例输入
5 7
1 1 14
3 3 12
1 15 12
2 7 20
3 18 12
4 21 19
5 30 9
样例输出
1 2 3 5 4
评测用例规模与约定
　　对于30%的评测用例，1 ≤ N, K ≤ 10, 1 ≤ w ≤ N, 1 ≤ s, c ≤ 30；
　　对于60%的评测用例，1 ≤ N, K ≤ 50，1 ≤ w ≤ N，1 ≤ s ≤ 300，1 ≤ c ≤ 50；
　　对于所有评测用例，1 ≤ N, K ≤ 1000，1 ≤ w ≤ N，1 ≤ s ≤ 10000，1 ≤ c ≤ 100。

解题思路

  1. 从输入中读入最后k行的第i行时，程序不能马上执行取钥匙和还钥匙动作。这是因为，后面的某一行给出的取/还钥匙的时刻可能更早。
  2. 用一个列表key_back_go_list来存储取钥匙或还钥匙动作序列。动作有两种，即取钥匙和还钥匙。取钥匙动作用字符串’in’标识，还钥匙动作用字符串‘out’标识。序列中，每个动作的信息项有3项，分别是钥匙编号、发生时刻和动作标识。对于输入中的最后k行的任一行，都将转换为两个动作。例如，“4 3 3”将转换为“ 4 3 ‘out’ ”和" 4 6 ‘in’ "。
  3. 用一个列表lockkeys（即数组）存储钥匙悬挂状态。索引为i的元素表示第i+1个挂钩上悬挂的钥匙。如果元素值为h，表示该挂钩上悬挂了编号为h的钥匙。如果该元素值为0，表示没有悬挂钥匙。
  4. 列表key_back_go_list内的动作需要排序。第一优先顺序是动作发生时刻。第二优先顺序是先还后取，以落实“如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙，则老师们会先将钥匙全还回去再取出。” 第三优先顺序是按钥匙编号从小到大排序，以落实“如果有多位老师还钥匙，则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。”
  5. 取钥匙的过程是遍历列表lockkeys，找到编号为key_no的钥匙，假设在第m位挂钩上找到它，那么把第m位挂钩的元素值设为0。下面的代码中，用key_out函数封装了取钥匙的过程。
  6. 还钥匙的过程是遍历列表lockkeys，找到第一个空的挂钩p，挂钩p的元素值设为key_no。下面的代码中，用key_in函数封装了还钥匙过程。

参考答案

#把编号为key_no的钥匙放回公共钥匙盒lockkeys
def key_in(lockkeys, key_no):
    for i in range(len(lockkeys)):
        if lockkeys[i] == NOT_HERE:
            lockkeys[i] = key_no
            break
    return lockkeys
#从公共钥匙盒lockkeys中取走编号为key_no的钥匙
def key_out(lockkeys, key_no):
    for i in range(len(lockkeys)):
        if lockkeys[i] == key_no:
            lockkeys[i] = NOT_HERE
            break
    return lockkeys

def print_lockkeys(lockkeys):
    for k in lockkeys:
        print(k, end=' ')

num_key, num_line = input().split()
num_key = int(num_key)
num_line = int(num_line)
key_back_go_list = []  #取/还钥匙动作序列
for i in range(num_line):
    lockkey, start, duration = input().split()
    lockkey = int(lockkey)
    start = int(start)
    duration = int(duration)
    key_back_go_list.append((lockkey, start, 'out'))
    key_back_go_list.append((lockkey, start + duration, 'in'))  #取/还钥匙动作序列的元素：（钥匙号，发生时刻，动作类别）
# for item in key_back_go_list:
#     print(item[0], item[1], item[2])
#动作序列排序
key_back_go_list.sort(key=lambda item: item[0])  #如果有多位老师还钥匙，则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。
key_back_go_list.sort(key=lambda item: item[2])  #如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙，则老师们会先将钥匙全还回去再取出。
key_back_go_list.sort(key=lambda item: item[1])  #按时刻从早到晚排序
# for item in key_back_go_list:
#     print(item[0], item[1], item[2])

lockkeys = list(range(1, num_key + 1))
NOT_HERE = 0
for item in key_back_go_list:
    if item[2] == 'in':
        lockkeys = key_in(lockkeys, item[0])  #取钥匙，改变钥匙盒的状态
        # print_lockkeys(lockkeys)
    else:
        lockkeys = key_out(lockkeys, item[0]) #还钥匙，改变钥匙盒的状态
        # print_lockkeys(lockkeys)
    # print()

print_lockkeys(lockkeys)

测试用例

  1. 题目描述中给出的第一组测试用例覆盖的情形是：样例输入中的第3行的取钥匙动作早于第2行的取钥匙动作。

  2. 题目描述中给出的第二组测试用例覆盖的情形是：(1)多位老师同一时刻还钥匙。(2)同一时刻，既有取钥匙，又有还钥匙。(3)同一时刻，还的钥匙和取的钥匙是同一枚。

  3. N=1的边界情形。
    样例输入
    1 1
    1 5 5
    样例输出
    1

  4. K=1的边界情形。
    样例输入
    1 1
    1 5 5
    样例输出
    1

  5. 验证“如果（同一时刻）有多位老师还钥匙，则他们按钥匙编号从小到大的顺序还。”做到与否。
    样例输入
    3 3
    1 2 4
    3 1 5
    2 3 3
    样例输出
    1 2 3

  6. 验证“如果同一时刻既有老师还钥匙又有老师取钥匙，则老师们会先将钥匙全还回去再取出。”做到与否。
    样例输入
    3 5
    1 2 4
    3 1 5
    2 3 3
    1 6 9
    3 6 3
    样例输出
    3 2 1

小结

  1. 解答本题的关键点是：把输入中的第2行到第K+1行的每一行分解为取钥匙和还钥匙两个动作，存入key_back_go_list序列中，每个元素包含3项：<钥匙编号，发生时刻，动作类别>。而后，按发生时刻为第一优先，动作类别为第二优先，钥匙编号为第三优先排序。最后，按序处理key_back_go_list序列中的每一个动作。
  2. 题目描述给出的两组测试用例跑通过了的话，基本证明了程序的正确性。N=1或K=1的边界情形验证一下是必要的。而上面“测试用例”一节的第5,6组测试用例，是为了更放心一些。
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内容总结

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来源：【匿名】