1062 Quiz#3 物件導向的停車塔自動化管理系統
C++ 實習測試: 物件導向的停車塔自動化管理系統設計 |
| 時間: 180分鐘 (107/06/25 星期一 18:00 ~ 21:00 上傳時間截止) |
| 在這個測試裡, 我們要寫一個簡化過的停車塔自動化管理系統的核心，後續你有興趣可以進一步設計比較完整的功能，你需要在編譯器的協助下克服所有的語法問題。可以看書，可以看講義，可以 google，可以線上查參考資料，不過拜託不要跟同學討論，不要線上跟別人求救，只要你沒有放棄，說不定自己今天就有一些體會，突破自己的盲點，不要老是被成績弄到憑白放棄一次自己思考、自己嘗試的機會，特別是不要繳交別人寫好的 code，對於題目的描述有疑問覺得有模稜兩可的請一定要直接提問，不過應該不會問為什麼有紅色蚯蚓線? 為什麼編譯不成功? 為什麼會程式會當掉? ... 經過了這麼一段時間的練習，這樣的問題你可以保留給自己，調整一下語法，調整一下程式架構，你一定可以找到解答的。
上圖是這裡說的停車塔，你把車子開到一樓的升降梯上停好，剩下所有的事情都是由機器自動幫你處理的，拿好給你的領車憑證(多半是一個RFID的小圓牌)，領車的時候按停車時間長短繳款然後等系統將車子調出來。 今天我們要寫的東西只是上面講的一小部份底層架構，上面這一段甚至都還沒有描述到，我們要設計的是『停車塔裡面停車位的組織、哪些停車位上停了車子、哪些是空的，一輛車子進到停車塔以後，系統幫忙找到這輛車該停在第幾層的哪一個空位上，車主來領車時把車子從停車位上移出』的這一部份。 先看一下基本的車位架構以及車位運用規則：
程式主要的要求是：
因為要在很短的時間裡讓你思考這個問題，下面先給你一些類別架構以及測試程式，你可以基於這個架構開始設計你的程式，但是並不限於這個類別架構 (注意：不接受程序化的程式)，你還是可以修改你覺得不好的地方，如果你覺得上面問題很直覺，其實也可以完全自己設計，常常大家就是會在這個由零開始的建構過程中卡住一段時間。 目前可以在 VC2010 中編譯執行，請製作專案並且測試編譯，想偷懶的話就下載這個壓縮檔吧，當然你還沒有增加任何程式碼之前它不會印出任何結果。紅色的註解標記的是基本上需要你設計的功能，你在設計時可以自由多增加其它需要的部份，請參考下一步驟說明完成相關的設計
// main.cpp
#include "ParkingTower.h"
#include "Car.h"
#include "Motorcycle.h"
#include "Van.h"
void failMessage1(Vehicle *v)
{
// ...
}
void failMessage2(Vehicle *v)
{
// ...
}
int main()
{
int i;
ParkingTower parkingTower(2,3,6); // 例如: 2 層, 3 列, 每列 6 個車位, 每一層總共有 18 個車位
// 其中 3 個 Bike 車位, 4 個 為 Large 車位, 剩下的 11 個為 Compact 車位
Car cars[17];
Motorcycle bikes[18];
Van vans[10];
for (i=0; i<5; i++)
if (!parkingTower.park(&cars[i])) failMessage1(&cars[i]);
for (i=0; i<10; i++)
if (!parkingTower.park(&bikes[i])) failMessage1(&bikes[i]);
for (i=0; i<5; i++)
if (!parkingTower.park(&vans[i])) failMessage1(&vans[i]);
for (i=5; i<16; i++)
if (!parkingTower.park(&cars[i])) failMessage1(&cars[i]);
if (!parkingTower.pickup(&vans[1])) failMessage2(&vans[1]);
if (!parkingTower.pickup(&cars[12])) failMessage2(&cars[12]);
for (i=10; i<18; i++)
if (!parkingTower.park(&bikes[i])) failMessage1(&bikes[i]);
for (i=16; i<17; i++)
if (!parkingTower.park(&cars[i])) failMessage1(&cars[i]);
for (i=5; i<10; i++)
if (!parkingTower.park(&vans[i])) failMessage1(&vans[i]);
if (!parkingTower.pickup(&cars[12])) failMessage2(&cars[12]);
return 0;
}
/*
每一輛車都有唯一的編號 (這個例子裡 Car 由 0 到 16，Motorcycle 由 17 到 34，
Van 由 35 到 44)，下面第一列說明 Car 編號 0, 停到第 0 層，第 0 列，編號 3 的
停車位上 (每一層所有車位依序由 0 開始編號，這個例子裡就是由 0 到 17)，那個
車位是可以停放 Compact 大小的車子的車位
上面這個例子在 36 號 Van 離開之前，兩層的車位停放位置如下圖，
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上面的程式碼雖然還不能執行出需要的結果，但是你看到了 Vehicle - Motorcycle - Car -Van 這一組類別，其中 Vehicle 是一個抽象類別，系統裡沒有這種型態的物件，當然這樣子設計的目的在於多型的操作，你希望停車塔 ParkingTower - Floor - ParkingSpot 在處理這些物件的時候都能夠不管是哪一種車輛，用一致的方法來處理，讓程式碼盡量簡化，致於停車位有三種大小，有沒有需要把不同大小的停車位分開來成三個類別，基本上這要看三種大小的車位是不是有很多不一樣的表現，如果不多的話，可能就用同一個類別來描述，反之就可以考慮拆開成獨立的類別。 請根據下列步驟說明配合上面給你的程式碼完成這個線上測試:
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考試時間: 180分鐘 (18:00 ~ 21:00 上傳時間截止) 將所完成的 project (只需保留 .cpp， .h， .sln 以及 .vcxproj 檔案即可; 刪除掉 .suo， .sdf， .filters， .users， debug\ 資料匣， 以及 ipch\ 資料匣下的所有內容) 以 zip/rar/7zip 程式將整個資料匣壓縮起來， 在「考試作業」繳交區選擇 2018-06-25 2A考試三 或是 2018-06-25 2B考試三 上傳 |
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後續: 後半學期最主要練習的是在物件導向程式設計中最強大也最難掌握設計方法的 繼承 和 多型，從課堂講解的問題、實習、作業、和考試的題目裡你應該看到了很多繼承的應用，以及前人整理出來的法則，每一次的練習除了最後的結果之外，設計過程中所考量的因素非常重要，沒有一個設計是沒有原因的，一次一次地解釋每一個設計的原因，只希望你遇見類似狀況時能夠看到可以解釋的考量點，雖然上課的情況顯示你也許有其它更重要的事情要忙，但是還是希望你有機會多瞭解一些，考慮一下盡量不要用『吃到飽』的心態來修課吧，也許當你覺得沒有學到東西時，其實是你修了太多學分了，不能夠自由運用的話其實都只會讓你對未來失去信心，你現在的每一分鐘時間都是你自己要很珍惜的，眼前的這一分鐘沒有表現的話，其實『未來』就只是個很快會看到、也很快會過去了的名詞而已，沒有太多需要期待的，這一個階段中沒有想要掌握來讓自己好好表現的話，相信未來也不會有任何一個學習環境會讓你滿意的。 這一個考試的內容曾經在 Amazon, Apple, Google 的面試裡出現過，只是在面試時那個題目其實很短，只有簡單地說要設計一個停車場而已，沒有像上面一樣的分析，你的壓力更大，時間更短，你要考量的事情很可能都混混沌沌地攪和在一起，平常沒有一直訓練自己設計、訓練和別人溝通，訓練自己問問題，訓練自己表達的話，表現一定很難預期，往好處想，至少看得懂題目，也不過是這樣的物件化設計而已，沒有什麼了不起的，而且其實沒有標準答案，你敢嘗試，就有機會，對吧? 記得再看一下 尾聲 (如果你還是沒有機會讀一下的話, 尤其是別再跨越馬路啦!!) 有機會多花一些時間看相關的資料的話，隨時歡迎討論，有討論才有進步，很多抽象的概念才有機會沈澱下來成為可以應用的知識。 |
停車格大小以顏色標示如下
車輛種類以車輛編號數字的顏色表示如下
編號 27 到 33 的 Motorcycle 停進去以後，停車位上的車子如下圖
*/
研究完這個很重要的測試程式之後，下面的類別我只給最少的部份，
也不多說明了，免得影響你太多 (雖然類別的架構已經透漏了很多很多
資訊)
// Vehicle.h
#pragma once
class Vehicle {
public:
Vehicle();
virtual ~Vehicle();
};
// Vehicle.cpp
#include "Vehicle.h"
Vehicle::Vehicle() {
}
Vehicle::~Vehicle() {
}
// Motorcycle.h
#pragma once
#include "Vehicle.h"
#include "VehicleSize.h"
class Motorcycle: public Vehicle {
public:
Motorcycle();
~Motorcycle();
private:
const int m_nSpotsNeeded;
VehicleSize m_size;
};
因為有些車子需要兩個以上的停車位，所以多設計一個整數常數
m_nSpotsNeeded 來記錄這個資料
// VehicleSize.h
請注意 VehicleSize 是一個 enum 的自訂型態，主要有三個數值
enum VehicleSize {Bike, Compact, Large};
代表停車位的大小
// Motorcycle.cpp
#include "Motorcycle.h"
#include "VehicleSize.h"
Motorcycle::Motorcycle(): m_nSpotsNeeded(1), m_size(Bike) {
}
Motorcycle::~Motorcycle() {
}
// Car.h
#pragma once
#include "Vehicle.h"
#include "VehicleSize.h"
class Car: public Vehicle {
public:
Car();
~Car();
private:
const int m_nSpotsNeeded;
VehicleSize m_size;
};
// Car.cpp
#include "Car.h"
#include "VehicleSize.h"
Car::Car(): m_nSpotsNeeded(1), m_size(Compact) {
}
Car::~Car() {
}
// Van.h
#pragma once
#include "Vehicle.h"
#include "VehicleSize.h"
class Van: public Vehicle {
public:
Van();
~Van();
private:
const int m_nSpotsNeeded;
VehicleSize m_size;
};
// Van.cpp
#include "Van.h"
#include "VehicleSize.h"
Van::Van(): m_nSpotsNeeded(2), m_size(Large) {
}
Van::~Van() {
}
// ParkingTower.h
#pragma once
class Vehicle;
class ParkingTower {
public:
ParkingTower(int nfloors, int nrows, int nspots);
~ParkingTower();
bool park(Vehicle *vehicle);
bool pickup(Vehicle *vehicle);
private:
const int num_floors;
// 記住所有的停車樓層 Floor 型態的物件
};
// ParkingTower.cpp
#include "ParkingTower.h"
#include "Vehicle.h"
ParkingTower::ParkingTower(int nfloors, int nrows, int nspots)
: num_floors(nfloors) {
for (int i=0; i<nfloors; i++)
// 需要在類別裡設計一個容器，能夠存放一層一層的停車場
// 資訊，還有停在上面的車子
}
ParkingTower::~ParkingTower() {
// 刪除所有停車樓層物件
}
bool ParkingTower::park(Vehicle *vehicle) {
// 每一樓層尋找可停放的車位
return true; // 如果停好
}
bool ParkingTower::pickup(Vehicle *vehicle) {
return false; // 如果要取的車子不在停車塔裡
}
// Floor.h
#pragma once
class Floor {
public:
Floor(int nRows, int nSpotsPerRow, int ithFloor);
~Floor();
private:
const int num_spots;
// 記住這一層有哪些停車位
int m_ithFloor;
};
// Floor.cpp
#include "Floor.h"
Floor::Floor(int nRows, int nSpotsPerRow, int ithFloor)
: num_spots(nRows*nSpotsPerRow),
m_ithFloor(ithFloor) {
// 配置每一個停車位 ParkingSpot 的物件, 設定好每一個停車位的大小
}
Floor::~Floor() {
// 刪除停車位的物件
}
// ParkingSpot.h
#pragma once
class ParkingSpot {
public:
ParkingSpot(int id, int row, int ithFloor, VehicleSize s);
~ParkingSpot();
private:
// 停車位編號、列、層、停車位大小、停放的車子物件指標
};
// ParkingSpot.cpp
#include "ParkingSpot.h"
ParkingSpot::ParkingSpot(int id, int row, int ithFloor, VehicleSize s) {
}
ParkingSpot::~ParkingSpot() {
}
