基于Python下的自动售货系统
- 题目描述
- 分析过程
- 完整代码
- 运行测试
题目描述
1 总体说明
考生需要模拟实现一个简单的自动售货系统，实现投币、购买商品、退币、查询库存商品及存钱盒信息的功能。
系统初始化时自动售货机中商品为6种商品,商品的单价参见1.1规格说明，存钱盒内放置1元、2元、5元、10元钱币，商品数量和钱币张数通过初始化命令设置，参见2.1 系统初始化。
1.1规格说明
- 商品:每种商品包含商品名称、单价、数量三种属性，其中商品名不重复。考生不能修改商品名称和单价，初始化命令设置商品数量。这些信息在考试框架中进行定义，考生在实现功能代码时可直接使用。
| 商品名称 | 单价 | 数量 |
|---|---|---|
| A1 | 2 | X |
| A2 | 3 | X |
| A3 | 4 | X |
| A4 | 5 | X |
| A5 | 8 | X |
| A6 | 6 | X |
2. 存钱盒信息：
钱币面额、张数两种属性。初始化命令设置各种面额钱币张数。这些信息在考试框架中进行定义，考生在实现功能代码时可直接使用。
| 钱币面额 | 张数 |
|---|---|
| 10元 | X |
| 5元 | X |
| 2元 | X |
| 1元 | X |
3. 退币原则 ：
-
根据系统存钱盒内钱币的 信息 ，按钱币总张数最少的原则进行退币。
-
如果因零钱不足导致不能退币，则尽最大可能退币，以减少用户损失。
例如：假设存钱盒内只有4张2元，无其它面额钱币。如果需要退币7元，系统因零钱不足无法退币，则继续尝试退币6元，最终系统成功退币3张2元,用户损失1元钱币。
**4. 投币操作说明：**每次投币成功，投入的钱币面额累加到投币余额；同时，本次投入的钱币放入存钱盒中，存钱盒相应面额钱币增加。
**5. 投币余额：**指当前自动售货机中用户剩余的可购买商品的钱币总额；例如：投入2元面额的钱币，投币余额增加2元；购买一件价格2元的商品，投币余额减少2元；
**6. 投币余额约束：**投币余额不能超过10元。
**7. 退币操作说明：**退币操作需要遵守 退币原则 ；退币成功后，投币余额清零，同时扣除存钱盒相应的金额。
**8. 购买商品操作说明：**一次仅允许购买一件商品；购买商品成功后，自动售货机中对应商品数量减1，投币余额扣除本次购买商品的价格。
2 操作说明
命令字与第一个参数间使用一个空格分隔，多条命令采用分号隔开。考试系统会对输入命令格式进行处理，考生不需要关注输入命令格式的合法性，只需要实现命令处理函数。
2.1 系统初始化
命令格式：
r A1 数量 - A2 数量 - A3 数量 - A4 数量 - A5 数量 - A6 数量 1 元张数 -2 元张数 -5 元张数 -10 元张数
| 参数名称 | 参数说明 | 类型 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| A1数量 | 商品A1数量 | 整数 | [0,10] |
| A2数量 | 商品A2数量 | 整数 | [0,10] |
| A3数量 | 商品A3数量 | 整数 | [0,10] |
| A4数量 | 商品A4数量 | 整数 | [0,10] |
| A5数量 | 商品A5数量 | 整数 | [0,10] |
| A6数量 | 商品A6数量 | 整数 | [0,10] |
| 1元张数 | 面额1元钱币张数 | 整数 | [0,10] |
| 2元张数 | 面额2元钱币张数 | 整数 | [0,10] |
| 5元张数 | 面额5元钱币张数 | 整数 | [0,10] |
| 10元张数 | 面额10元钱币张数 | 整数 | [0,10] |
商品和各种面额钱币取值范围只是作为初始化命令的限制，其它场景下不限制取值范围；考试框架已经实现取值范围的检查，考生不需要关注。
功能说明：设置自动售货机中商品数量和存钱盒各种面额的钱币张数；
约束说明：系统在任意阶段均可执行r初始化系统；考生不需要关注参数的合法性，不需要关注增加或缺少参数的场景；
输出说明：输出操作成功提示（执行完r命令后系统会自动输出操作结果，考生不需要再次调用输出函数），
例：
| 命令 | 输出 | 含义 |
|---|---|---|
| r 6-5-4-3-2-1 4-3-2-1; | S001:Initialization is successful | 初始化成功 |
2.2 投币
命令格式：p 钱币面额
功能说明：
（1）如果投入非1元、2元、5元、10元的钱币面额（钱币面额不考虑负数、字符等非正整数的情况），输出“E002:Denomination error”；
（2） 如果存钱盒中1元和2元面额钱币总额小于本次投入的钱币面额，输出“E003:Change is not enough, pay fail”，但投入1元和2元面额钱币不受此限制。
（3） 如果投币余额大于10元，输出“E004:Pay the balance is beyond the scope biggest”；
（4） 如果自动售货机中商品全部销售完毕，投币失败。输出“E005:All the goods sold out”；
（5） 如果投币成功，输出“S002:Pay success,balance=X”；
约束说明：
（1） 系统在任意阶段都可以投币；
（2） 一次投币只能投一张钱币；
（3） 同等条件下，错误码的优先级：E002 > E003 > E004 > E005；
输出说明：如果投币成功，输出“S002:Pay success,balance=X”。
例：
| 命令 | 输出 |
|---|---|
| p 10; | S002:Pay success,balance=10 |
2.3 购买商品
命令格式：b 商品名称
功能说明：
（1） 如果购买的商品不在商品列表中，输出“E006:Goods does not exist”；
（2） 如果所购买的商品的数量为0，输出“E007:The goods sold out”；
（3） 如果投币余额小于待购买商品价格，输出“E008:Lack of balance”；
（4） 如果购买成功，输出“S003:Buy success,balance=X”；
约束说明：
（1） 一次购买操作仅能购买一件商品，可以多次购买；
（2） 同等条件下，错误码的优先级：E006 > E007 > E008；
输出说明：
如果购买成功，输出“S003:Buy success,balance=X”。
例:
| 命令 | 输出 |
|---|---|
| b A1; | S003:Buy success,balance=8 |
2.4 退币
命令格式：c
功能说明：
（1） 如果投币余额等于0的情况下，输出“E009:Work failure”；
（2） 如果投币余额大于0的情况下，按照 退币原则 进行“找零”，输出退币信息；
约束说明：
（1） 系统在任意阶段都可以退币；
（2） 退币方式必须按照 退币原则 进行退币；
输出说明：如果退币成功，按照 退币原则 输出退币信息。
例，退5元钱币:
| 命令 | 输出 |
|---|---|
| c | 1 yuan coin number=0 2 yuan coin number=0 5 yuan coin number=1 10 yuan coin number=0 |
2.5 查询
命令格式：q 查询类别
功能说明：
（1） 查询自动售货机中商品信息，包含商品名称、单价、数量。 根据商品数量从大到小进行排序；商品数量相同时，按照商品名称的先后顺序进行排序 。
例如：A1的商品名称先于A2的商品名称，A2的商品名称先于A3的商品名称。
（2） 查询存钱盒信息，包含各种面额钱币的张数；
（3） 查询类别如下表所示:
| 查询类别 | 查询内容 |
|---|---|
| 0 | 查询商品信息 |
| 1 | 查询存钱盒信息 |
如果“查询类别”参数错误，输出“E010:Parameter error”。“查询类别”参数错误时，不进行下面的处理；
输出说明：
“查询类别”为0时，输出自动售货机中所有商品信息（商品名称单价数量）例：
| 命令 | 输出 |
|---|---|
| q 0; | A1 2 6 A2 3 5 A3 4 4 A4 5 3 A5 8 2 A6 6 0 |
“查询类别”为1时，输出存钱盒信息（各种面额钱币的张数），格式固定。例：
| 命令 | 输出 |
|---|---|
| q 1; | 1 yuan coin number=4 2 yuan coin number=3 5 yuan coin number=2 10 yuan coin number=1 |
分析过程
1.画出总体框架
2.数据存储方式选择
选择列表的存储方式（不建议，字典可能会好一些，准备使用字典再做一遍）
#商品信息
goods = [
['A1', 2, 10],
['A2', 3, 10],
['A3', 4, 10],
['A4', 5, 10],
['A5', 8, 10],
['A6', 6, 10]
]
#机内币数
coins = [
[1, 10],
[2, 10],
[5, 10],
[10, 10]
]
3.系统函数分块
首先发现命令格式都为字母 + 空格 + 数字的形式，即将命令分割开(.split)，判断列表首元素即调用相应的函数。
初始化函数：
命令除过首字母外，分为商品数量，机内币数的初始化值。将命令判断字母、商品数量、机内币数通过(.split)分开后，依次再分别通过(.split)分开获得存储两个数据的列表。
将两个列表中的数据分别赋给相应的商品及面额。
投币函数
除了字母外，只有一个数字，即为所要投币的数目，所投面额的钱数+1。
1).判断面额是否在面额集合[1,2,5,10]中，即使用in判度即可。
if int(CoinValue_list[1]) in [1, 2, 5, 10]:
2).判断是否1yuan和2yuan总额是否小与所投币的面额，将1yuan和2yuan的数量分别乘以对应面额。
if coins[0][1] * 1 + coins[1][1] * 2 < balance :
3).判断是否余额大于十元，即多次投币结果，我选择将所投钱数装进一个列表里，判断总余额时对列表里的数累加即可。
coins_sum.append(int(CoinValue_list[1]))
4).判断商品全部售完，即for循环遍历所有商品数量，我选择累加，判断累加和是否为0
for i in range(6):
goods_count += goods[i][2] #商品总数判断
5).输出投币成功
购买函数
分割命令，除字母外，为商品名称。
1).循环遍历所有商品名，判断所购买的商品是否在列表中。
for good in goods: #循环商品
if GoodsNeed_list[1] not in GoodsName: ##如果输入商品不在商品名称列表里，则E006
print(GoodsNeed_list[1])
print(good)
print("E006:Goods does not exist")
elif GoodsNeed_list[1] == good[0]: #输入商品在商品名称列表里，输出对应商品的相关信息
GoodsInfo = good
2).判断所购买商品的数量为0，即判断所购买商品所对应的商品数量是否为0.
if GoodsInfo[2] == 0:
print("E007:The goods sold out")
3).判断投币余额小余购买的商品价格，即存储的余额与商品价格对比，
if GoodsInfo[1] > sumMycoin(coins_sum):
4)购买成功，将所购买商品的价格取负加入余额列表，对列表取和即为此时余额,所买商品数量-1。
coins_sum.append(-GoodsInfo[1])
BuySpend.append(GoodsInfo[1])
print("S003:Buy success,balance=%d" % (sumMycoin(coins_sum)))
退币函数
1)判断余额是否等于0
sumMycoin(coins_sum) == 0
2).当余额大于0时退币，退币按张数最少的原则退币，即针对余额首先判断最大面额的钱数，成功，若还有未退的钱，重新循环，零钱不足时，也可由此方法按原则退币。
for i in range(4)[::-1]: #反转钱币面额列表
if coins[i][0] <= sumMycoin(coins_sum) and coins[i][1] > 0:
coins[i][1] -= 1 #对应钱币减1
coins_sum.append(-coins[i][0]) #余额减去对应面额
Coin_return[i][1] += 1 #退币列表增加所退面额的数量
查询函数
判断字母后的数为0还是1
1).商品信息排序通过sorted排序，设置排序方式为商品由大到小，且数量相同时。按照名称进行排序。
2)钱币排序为面额由小到大，默认即为如此，循环输出即可。
goodsSorted = sorted(goods,key = sorted_by_count_price,reverse=True)
完整代码
goods = [
['A1', 2, 10],
['A2', 3, 10],
['A3', 4, 10],
['A4', 5, 10],
['A5', 8, 10],
['A6', 6, 10]
]
coins = [
[1, 10],
[2, 10],
[5, 10],
[10, 10]
]
balance = 0
GoodsName = []
for i in goods: # 循环商品
GoodsName.append(i[0]) # 添加商品名称
def sumMycoin(li,type=list):
sum_1 = 0
for i in li:
sum_1 += i
return sum_1
def sorted_by_count_price(x):
return x[2],x[0]
def initial(Command_list):
##判断命令是否为'r'
goods_count_list = Command_list[1].split("-")
coins_count_list = Command_list[2].split("-")
##将输入的数量赋值给商品数量
for i in range(6):
if int(goods_count_list[i]) < 11 and int(goods_count_list[i]) >= 0:
goods[i][2] = int(goods_count_list[i])
else:
if int(goods_count_list[i]) < 0:
goods_count_list[i] = 0
elif int(goods_count_list[i]) > 10:
goods_count_list[i] = 10
else:
print("error")
##将输入的数量赋值给钱币数量
for i in range(4):
if int(coins_count_list[i]) < 11 and int(coins_count_list[i]) >= 0:
coins[i][1] = int(coins_count_list[i])
else:
if int(coins_count_list[i]) < 0:
coins_count_list[i] = 0
elif int(coins_count_list[i]) > 10:
coins_count_list[i] = 10
else:
print("error")
print("S001:Initialization is successful")
coins_sum = [] ##投币
def Paycoin(Command_list):
global balance
goods_count = 0 ##商品数量总数
coins_values = [1,2,5,10]
if int(Command_list[1]) in [1, 2, 5, 10]: ##判断投币是否在[1,2,5,10]面额上
balance = int(Command_list[1]) ##用户投币的面额加入余额
coins_sum.append(int(Command_list[1]))
coins[coins_values.index(int(Command_list[1]))][1] += 1 ##对所投币的累加
##判断剩余1元面额与2元面额之和是否比投入面额小
if coins[0][1] * 1 + coins[1][1] * 2 < balance : ##sumMycoin(coins_sum)
#判断是否1，2元总数小于本次投入的面额
print("E003:Change is enough,pay fail")
coins_sum.pop() #停止此次投币
else:
if balance > 10:
print("E004:Pay the balance is beyond the scope biggest")
coins_sum.pop() #停止此次投币
else:
for i in range(6):
goods_count += goods[i][2] #商品总数判断
if goods_count == 0:
print("E005:All the goods sold out")
coins_sum.pop()
else:
print("S002:Pay success,balance=%d" %(sumMycoin(coins_sum)))
# return sumMycoin(coins_sum)
elif int(Command_list[1]) not in [1, 2, 5, 10]:
print("E002:Denomination error")
BuySpend = []
def buyGoods(Command_list): #b A1
for good in goods: #循环商品
if Command_list[1] not in GoodsName: ##如果输入商品不在商品名称列表里，则E006
print("E006:Goods does not exist")
elif Command_list[1] == good[0]: #输入商品在商品名称列表里，输出对应商品的相关信息
GoodsInfo = good
if GoodsInfo[2] == 0:
print("E007:The goods sold out")
else:
if GoodsInfo[1] > sumMycoin(coins_sum):
print("E008:Lack of balance")
else:
GoodsInfo[2] -= 1
coins_sum.append(-GoodsInfo[1])
BuySpend.append(GoodsInfo[1])
print("S003:Buy success,balance=%d" % (sumMycoin(coins_sum)))
Coin_return = []
for i in range(4):
Coin_return.append([coins[i][0],0])
def returnCoin(Command_list):
if sumMycoin(coins_sum) == 0:
print("E009:Work failure")
elif sumMycoin(coins_sum) > 0:
for i in range(4)[::-1]:
if coins[i][0] <= sumMycoin(coins_sum) and coins[i][1] > 0:
coins[i][1] -= 1
coins_sum.append(-coins[i][0])
Coin_return[i][1] += 1
for i in range(3):
print("%d yuan coin number=%d" %(Coin_return[i][0],Coin_return[i][1]))
print("%d yuan coin number=%d" % (Coin_return[3][0], Coin_return[3][1]))
def queryGoods(Command_list):
if Command_list[1] == '0':
goodsSorted = sorted(goods,key = sorted_by_count_price,reverse=True)
for i in goodsSorted:
print("%s\t%d\t%d" %(i[0],i[1],i[2]))
elif Command_list[1] == '1':
for i in range(3):
print("%d yuan coin number=%d" %(coins[i][0],coins[i][1]))
print("%d yuan coin number=%d" % (coins[3][0], coins[3][1]))
else:
print("E010：Parameter error")
def main():
print("""
请在以下命令中选择所需操作
1. r x-x-x-x-x-x x-x-x-x 初始化操作
2. p 1/2/5/10(yuan) 投币
3. b goods 购买商品
4. c 退币
5. q 0 查询商品信息
6. q 1 查询钱盒信息
7. quit 退出系统
""")
while True:
Command = input("请输入操作:")
Command_list = Command.split(" ")
if Command_list[0] == 'p':
Paycoin(Command_list)
elif Command_list[0] == 'b':
buyGoods(Command_list)
elif Command_list[0] == 'c':
returnCoin(Command_list)
elif Command_list[0] == 'q':
queryGoods(Command_list)
elif Command_list[0] == 'r':
initial(Command_list)
elif Command_list[0] == 'quit':
break
main()
测试运行
成功运行结果
非成功结果
投币模块
购买模块
E006有点问题
查询模块
