门 | GATE CS 1996 | 问题30

这是GATE CS 1996年的一道考题，要求实现一个门类（Gate），门有三种状态：OPEN（开），CLOSED（关）和LOCKED（锁定）。门有两个方法：open和close（开和关门），门也可以被锁定和解锁。门还可以有一个锁和一个钥匙。如果门上没有锁，钥匙的状态为IDLE，如果门上有锁，钥匙有两种情况：放置在锁上，或插在锁孔中。

在实现程序之前，我们需要先思考门在不同状态下可以进行哪些操作：

1. 当门处于CLOSED状态下：
   • 可以进入OPEN状态，此时门会被打开。
   • 可以进行锁定操作（将门锁上），此时门的状态变为LOCKED。
2. 当门处于OPEN状态下：
   • 可以进入CLOSED状态，此时门会被关闭。
   • 可以进行锁定操作（将门锁上），此时门的状态变为LOCKED。
   • 可以进行插入钥匙操作，此时钥匙的状态为IN_KEYHOLE。
3. 当门处于LOCKED状态下：
   • 可以进行解锁操作，此时门的状态变为CLOSED。
   • 可以进行插入钥匙操作，此时钥匙的状态为IN_KEYHOLE。

下面是Python语言实现的代码片段（使用了Python 3.7.3版本）：

class DoorState:
    CLOSED = "CLOSED"
    OPEN = "OPEN"
    LOCKED = "LOCKED"


class KeyState:
    IDLE = "IDLE"
    IN_KEYHOLE = "IN_KEYHOLE"


class Door:
    def __init__(self):
        self.door_state = DoorState.CLOSED
        self.key_state = KeyState.IDLE

    def open(self):
        if self.door_state == DoorState.CLOSED:
            self.door_state = DoorState.OPEN

    def close(self):
        if self.door_state == DoorState.OPEN:
            self.door_state = DoorState.CLOSED

    def lock(self):
        if self.door_state == DoorState.CLOSED or self.door_state == DoorState.OPEN:
            self.door_state = DoorState.LOCKED

    def unlock(self):
        if self.door_state == DoorState.LOCKED:
            self.door_state = DoorState.CLOSED

    def insert_key(self):
        if self.door_state == DoorState.OPEN or self.door_state == DoorState.LOCKED:
            self.key_state = KeyState.IN_KEYHOLE

在这个代码片段中，我们定义了一个门状态的枚举类DoorState和一个钥匙状态的枚举类KeyState，用于表示门和钥匙的状态。我们还定义了Door类，代表一个门的实例对象。在Door类中，我们定义了open、close、lock、unlock和insert_key五个方法，分别对应门的不同状态下可以进行的不同操作。在每个方法中，我们通过判断门和钥匙的状态是否符合要求，来限制门不同状态下的行为。

以上是GATE CS 1996年的一道考题，这里我们提供了Python语言的实现代码，希望能对大家有所帮助！