如何用Java設計自動售貨機?

来源:https://www.cnblogs.com/JavaEdge/archive/2023/11/16/17836097.html
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如何用Java設計自動售貨機?是大多在高級Java開發人員面試中經常被問到的好問題之一。在典型的編碼面試中,你會得到一個問題描述來開發一個售貨機,在有限的時間內,通常2到3小時內,你需要在Java中編寫設計文檔、工作代碼和單元測試。這種Java面試的一個關鍵優勢是可以一次測試候選人的許多基本技能。為 ...


如何用Java設計自動售貨機?是大多在高級Java開發人員面試中經常被問到的好問題之一。在典型的編碼面試中,你會得到一個問題描述來開發一個售貨機,在有限的時間內,通常2到3小時內,你需要在Java中編寫設計文檔、工作代碼和單元測試。這種Java面試的一個關鍵優勢是可以一次測試候選人的許多基本技能。為了完成售貨機的設計、編碼和單元測試,候選人需要在這三個方面都非常出色。

順便說一句,這種真實世界的問題也是一個很好的練習,可以提高你的面向對象分析和設計技能,如果你想成為一個好的應用程式開發人員,這一點非常重要。

通過在Java或任何其他面向對象語言中設計售貨機,你不僅可以學習基礎知識,如封裝、多態或繼承,而且還可以在解決問題或設計應用程式時學習使用抽象類和介面的巧妙細節。

通常,這種問題也提供了利用Java設計模式的機會,在這個問題中,我們將使用工廠方法模式來創建不同類型的售貨機。我在分享20個Java軟體設計問題(此處)時談到過這個問題,之後,我收到許多反饋要為該問題提供解決方案。

這篇兩部分文章將為Java中的售貨機問題提供解決方案。順便說一句,這個問題可以以不同的方式解決,在查看這裡給出的解決方案之前,你應該嘗試做到這一點。這也是一個重溫SOLID和OOPS設計原則的機會,請參閱此處,並準備在代碼中使用它們。在Java中設計售貨機時,你會發現其中許多適用。

順便說一句,如果你認真對待學習設計模式和原則,我建議你查看Udemy上的Java設計模式課程。該課程涵蓋了SOLID設計原則,如開閉原則和Liskov替換,以及所有重要的面向對象設計模式,如裝飾者、觀察者、責任鏈等等。

問題陳述

你需要設計一個售貨機,該售貨機

  • 接受1、5、10、25美分的硬幣,即便士、五分幣、十分幣和25美分。

  • 允許用戶選擇產品:可樂(25美分)、百事可樂(35美分)、汽水(45美分)

  • 允許用戶通過取消請求獲得退款。

  • 如果有剩餘,則返回所選產品和剩餘找零

  • 允許售貨機供應商重置操作。

需求陳述是問題中最重要的部分。你需要多次閱讀問題陳述,以對問題獲得高層次的理解,以及你正在嘗試解決的問題。通常,需求並不十分清晰,你需要通過閱讀問題陳述來制定自己的需求列表。

我喜歡基於要點的需求,因為它很容易跟蹤。一些需求也是隱含的,但最好在你的列表中將它們明確化,例如,在這個問題中,如果售貨機沒有足夠的零錢來完成交易,它就不應接受請求。

不幸的是,沒有多少書籍或課程教會你這些技能,你需要通過一些真實的工作來自己開發這些技能。

儘管有兩種資源幫助我提高了面向對象分析和設計技能,那就是Educative上的《深入面向對象設計面試》,這是一門互動課程,允許你在瀏覽器上練習面向對象問題,我強烈推薦這門課程來提升你的面向對象設計技能。

Java軟體設計問題 - 自動售貨機解決方案

第二個資源是Brett D. McLaughlin的《面向對象設計與分析入門》第一版。如果你沒有太多面向對象編程經驗,這是最好的書籍之一。

解決方案和編碼

我對Java售貨機的實現具有以下類和介面:

  • VendingMachine
    定義售貨機的公共API,通常所有高級功能都應在此類中

  • VendingMachineImpl
    Vending Machine的一個示例實現

  • VendingMachineFactory
    創建不同種類Vending Machine的工廠類

  • Item
    表示Vending Machine提供的商品的Java枚舉

  • Inventory
    表示庫存的Java類,用於在Vending Machine內創建存款和商品庫存

  • Coin
    另一個Java枚舉,表示Vending Machine支持的硬幣

  • Bucket
    一個參數化類來保存兩個對象。它有點像Pair類。

  • NotFullPaidException
    當用戶試圖收集一個項目而不支付全額時,Vending Machine會拋出此異常。

  • NotSufficientChangeException
    Vending Machine拋出此異常以指示其沒有足夠的找零來完成此請求。

  • SoldOutExcepiton
    如果用戶請求的商品已售完,Vending Machine會拋出此異常。

以下是Java中售貨機的完整代碼,請確保測試此代碼,如果遇到任何問題,請告知我。

// VendingMachine.java

public interface VendingMachine {
   
  public long selectItemAndGetPrice(Item item);
  
  public void insertCoin(Coin coin);
  
  public List<Coin> refund();

  public Bucket<Item, List<Coin>> collectItemAndChange();

  public void reset();

}

// VendingMachineImpl.java

public class VendingMachineImpl implements VendingMachine {

  private Inventory<Coin> cashInventory = new Inventory<Coin>();

  private Inventory<Item> itemInventory = new Inventory<Item>();

  private long totalSales;

  private Item currentItem;

  private long currentBalance;

  public VendingMachineImpl(){
    initialize();
  }

  private void initialize(){

    // initialize machine 
    for(Coin c : Coin.values()){
      cashInventory.put(c, 5); 
    }

    for(Item i : Item.values()){
      itemInventory.put(i, 5);
    }

  }

  // 其他方法

  public void printStats(){
    System.out.println("Total Sales : " + totalSales);
    System.out.println("Current Item Inventory : " + itemInventory);
    System.out.println("Current Cash Inventory : " + cashInventory);
  }

}

// 其他類定義

這就是本文第一部分中如何用Java設計售貨機的內容。在這一部分中,我們通過創建所有類和編寫所有代碼來解決問題,但單元測試和設計文檔仍在等待中,您將在本文的第二部分中看到。

如果你願意,你可以通過創建單元測試來運行這個問題,或者也許通過使用線程使其成為一個應用程式,然後使用另一個線程來充當用戶。

如果你需要更多面向對象設計問題用於練習,我建議你查看Educative上的《深入面向對象設計面試》課程,這是一個互動式學習平臺。該課程由谷歌、Facebook、微軟和亞馬遜的招聘經理設計,包含這些科技巨頭常問的一些面向對象設計問題的解決方案。
原文鏈接

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