Python入门习题（24）——CCF CSP认证考试真题：小明上学

问题描述

试题编号： 201812-1
试题名称： 小明上学
时间限制： 1.0s
内存限制： 512.0MB

题目背景
　　小明是汉东省政法大学附属中学的一名学生，他每天都要骑自行车往返于家和学校。为了能尽可能充足地睡眠，他希望能够预计自己上学所需要的时间。他上学需要经过数段道路，相邻两段道路之间设有至多一盏红绿灯。
　　京州市的红绿灯是这样工作的：每盏红绿灯有红、黄、绿三盏灯和一个能够显示倒计时的显示牌。假设红绿灯被设定为红灯 r 秒，黄灯 y 秒，绿灯 g 秒，那么从 0 时刻起，[0,r) 秒内亮红灯，车辆不许通过；[r, r+g) 秒内亮绿灯，车辆允许通过；[r+g, r+g+y) 秒内亮黄灯，车辆不许通过，然后依次循环。倒计时的显示牌上显示的数字 l（l > 0）是指距离下一次信号灯变化的秒数。
问题描述
　　一次上学的路上，小明记录下了经过每段路的时间，和各个红绿灯在小明到达路口时的颜色和倒计时秒数。希望你帮忙计算此次小明上学所用的时间。
输入格式
　　输入的第一行包含空格分隔的三个正整数 r、y、g，表示红绿灯的设置。这三个数均不超过 106。
　　输入的第二行包含一个正整数 n（n ≤ 100），表示小明总共经过的道路段数和看到的红绿灯数目。
　　接下来的 n 行，每行包含空格分隔的两个整数 k、t。k=0 表示经过了一段道路，耗时 t 秒，此处 t 不超过 106；k=1、2、3 时，分别表示看到了一个红灯、黄灯、绿灯，且倒计时显示牌上显示的数字是 t，此处 t 分别不会超过 r、y、g。
输出格式
　　输出一个数字，表示此次小明上学所用的时间。
样例输入
30 3 30
8
0 10
1 5
0 11
2 2
0 6
0 3
3 10
0 3
样例输出
70
样例说明
　　小明先经过第一段道路，用时 10 秒，然后等待 5 秒的红灯，再经过第二段道路，用时 11 秒，然后等待 2 秒的黄灯和 30 秒的红灯，再经过第三段、第四段道路，分别用时6、3秒，然后通过绿灯，再经过最后一段道路，用时 3 秒。共计 10 + 5 + 11 + 2 + 30 + 6 + 3 + 3=70 秒。
评测用例规模与约定
　　测试点 1, 2 中不存在任何信号灯。
　　测试点 3, 4 中所有的信号灯在被观察时均为绿灯。
　　测试点 5, 6 中所有的信号灯在被观察时均为红灯。
　　测试点 7, 8 中所有的信号灯在被观察时均为黄灯。
　　测试点 9, 10 中将出现各种可能的情况。

解题思路

1. 通过红绿灯和通过路段可以统一起来看待。理由是：

• 输入尾部的n行中，两者的表示形式统一为<k, t>。k的取值有0, 1, 2, 3，具体含义见题目描述。
• 对于问题求解而言，两者都产生耗时。本题关注的是耗时，不在乎耗时如何产生的。我们用cost函数来封装耗时计算规则，详见下一节。

2. 本题的算法的核心步骤是：

重复执行n次：
　读入下一组<k, t>，调用cost()函数计算其耗时time；
　总耗时total = total + time

参考答案

# 计算耗时的函数
# 函数参数：code，time--对应输入的n行中的k，t。
#    r, y, g即红绿灯的设置。
# 函数返回: 通过本路段或红绿灯的耗时
def cost(code, time, r, y ,g):
    if code == 0:
        return time
    elif code == 1:
        return time
    elif code == 2:  #黄灯
        return time + r
    elif code == 3:  #绿灯
        return 0

r, y, g = [int(s) for s in input().split()]
n = int(input())
total = 0
for i in range(n):
    code, time = [int(s) for s in input().split()]
    total += cost(code, time, r, y, g)

print(total)

测试用例

测试用例用来验证程序代码的正确性。题目描述给出的测试用例属于一般情形，已经覆盖了路段、红灯、绿灯和黄灯的组合。下面给出的测试用例覆盖了其他情形。

1. n=0的情形。
   样例输入
   30 3 30
   0
   样例输出
   0
   虽然这个测试用例很奇葩，但程序能够正确处理的话，证明了程序代码的健壮性。
2. 只有一段路的情形。
   样例输入
   30 3 30
   1
   0 8
   样例输出
   8
3. 一段路 + 一个红灯的情形。
   样例输入
   30 3 30
   2
   0 5
   1 10
   样例输出
   15
4. 一段路 + 一个绿灯的情形。
   样例输入
   30 3 30
   2
   0 5
   3 25
   样例输出
   5
5. 一段路 + 一个黄灯的情形。
   样例输入
   30 3 30
   2
   0 5
   2 2
   样例输出
   37
6. 一段路 + 一段路的情形。
   样例输入
   30 3 30
   2
   0 5
   0 13
   样例输出
   18

要不要针对“一个红灯 + 一个绿灯 + …”设计测试用例？对于“一个红灯 + 一个黄灯 + …”呢？我的看法是，不用。理由是，计算路段、红灯、绿灯和黄灯的耗时是互不相关的。我们确认4种耗时类别的计算都是正确无误即可。而且，题目描述中给出的测试用例已经覆盖了4种耗时类别的完整组合。

小结

1. 把通过红绿灯和通过路段统一起来看待，是换个角度看问题。这使得代码变得简短清晰。