ThoughtWorks代码挑战——FizzBuzzWhizz

很久没发表过文章了，今天看到一篇文章 最难面试的IT公司之ThoughtWorks代码挑战——FizzBuzzWhizz游戏(C#解法)

看到LZ的2B青年代码，实在是惨不忍睹，故写篇文章来探讨下这类问题的一般思考。

原题：

FizzBuzzWhizz
你是一名体育老师，在某次课距离下课还有五分钟时，你决定搞一个游戏。此时有100名学生在上课。游戏的规则是：

1. 你首先说出三个不同的特殊数，要求必须是个位数，比如3、5、7。

2. 让所有学生拍成一队，然后按顺序报数。

3. 学生报数时，如果所报数字是第一个特殊数（3）的倍数，那么不能说该数字，而要说Fizz；如果所报数字是第二个特殊数（5）的倍数，那么要说Buzz；如果所报数字是第三个特殊数（7）的倍数，那么要说Whizz。

4. 学生报数时，如果所报数字同时是两个特殊数的倍数情况下，也要特殊处理，比如第一个特殊数和第二个特殊数的倍数，那么不能说该数字，而是要说FizzBuzz, 以此类推。如果同时是三个特殊数的倍数，那么要说FizzBuzzWhizz。
5. 学生报数时，如果所报数字包含了第一个特殊数，那么也不能说该数字，而是要说相应的单词，比如本例中第一个特殊数是3，那么要报13的同学应该说Fizz。如果数字中包含了第一个特殊数，那么忽略规则3和规则4，比如要报35的同学只报Fizz，不报BuzzWhizz。

一道看似简单的题目，其实并没有那么简单，如果你直接写的话，那估计就是：

if, if , else if , if , for, [0] [1] [2]….

我们来理解下这道题：

1. 你首先说出三个不同的特殊数，要求必须是个位数，比如3、5、7。

不同的三个数，必须是个位数，这些都是验证条件，你注意到了吗？

2. 让所有学生拍成一队，然后按顺序报数。

生成顺序的数字。

3. 学生报数时，如果所报数字是第一个特殊数（3）的倍数，那么不能说该数字，而要说Fizz；如果所报数字是第二个特殊数（5）的倍数，那么要说Buzz；如果所报数字是第三个特殊数（7）的倍数，那么要说Whizz。

规则：如果是某个特殊数的倍数，输出对应的值，否则输出数字。

4. 学生报数时，如果所报数字同时是两个特殊数的倍数情况下，也要特殊处理，比如第一个特殊数和第二个特殊数的倍数，那么不能说该数字，而是要说FizzBuzz, 以此类推。如果同时是三个特殊数的倍数，那么要说FizzBuzzWhizz。

规则：如果是多个特殊数的倍数，输出所有的对应值。

5. 学生报数时，如果所报数字包含了第一个特殊数，那么也不能说该数字，而是要说相应的单词，比如本例中第一个特殊数是3，那么要报13的同学应该说Fizz。如果数字中包含了第一个特殊数，那么忽略规则3和规则4，比如要报35的同学只报Fizz，不报BuzzWhizz。

规则：如果包含第一个特殊数字，则只输出第一个特殊数字所对应的值。

OK，思考下我们该怎样做？。。

我们来抽象的理解下题目： “给你输入一堆数字，然后你根据一定的规则进行parse，然后输出parse 的结果。”

所以这道题目想考察的是你如何定义这些规则，如何应用这些规则，该如何parse呢？

让我们看下规则Rule：

Rule，有优先级，然后可以对输入进行Parse，然后Parse又需要一个对应的字典。

所以Rule 像这样：

abstract class Rule
    {
        public abstract int Priority { get; }

        public Dictionary<int, string> SpecialDictionary { get; set; }

        public Rule(Dictionary<int, string> specialDictionary)
        {
            this.SpecialDictionary = specialDictionary;
        }

        public bool ParseNum(int num, ref string result)
        {
            if ((SpecialDictionary != null) && (SpecialDictionary.Count > 0))
            {
                return ParseNumCore(num, ref result);
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

        protected abstract bool ParseNumCore(int num, ref string result);
    }

接着Rule3： 如果是某个特殊数的倍数，输出对应的值，否则输出数字，输出数字我放到最外层去处理了，当然如果需要也可以写个Rule2.

class Rule3 : Rule
    {
        public Rule3(Dictionary<int, string> specialDictionary)
            : base(specialDictionary)
        {
        }

        public override int Priority
        {
            get { return 3; }
        }

        protected override bool ParseNumCore(int num, ref string result)
        {
            foreach (var special in SpecialDictionary)
            {
                if (num % special.Key == 0)
                {
                    result = special.Value;
                    return true;
                }
            }

            return false;
        }
    }

Rule4：如果是多个特殊数的倍数，输出所有的对应值。

class Rule4 : Rule
    {
        public Rule4(Dictionary<int, string> specialDictionary)
            : base(specialDictionary)
        {
        }

        public override int Priority
        {
            get { return 4; }
        }

        protected override bool ParseNumCore(int num, ref string result)
        {
            List<string> matches = new List<string>();

            foreach (var special in SpecialDictionary)
            {
                if (num % special.Key == 0)
                {
                    matches.Add(special.Value);
                }
            }

            if (matches.Count > 1)
            {
                result = string.Join("", matches);
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
    }

Rule5：如果包含第一个特殊数字，则只输出第一个特殊数字所对应的值。

class Rule5 : Rule
    {
        public Rule5(Dictionary<int, string> specialDictionary)
            : base(specialDictionary)
        {
        }

        public override int Priority
        {
            get { return 5; }
        }

        protected override bool ParseNumCore(int num, ref string result)
        {
            if (SpecialDictionary.Count > 0)
            {
                var firstSpecial = SpecialDictionary.First();
                if (num.ToString().Contains(firstSpecial.Key.ToString()))
                {
                    result = firstSpecial.Value;
                    return true;
                }
            }

            return false;
        }
    }

接下来：最重要的就是Parse 逻辑了，想一想应该怎样调用这些Rule呢(visitor ?)：

foreach (var student in studentNums)
                    {
                        string parseResult = student.ToString();
                        foreach (Rule rule in rules)
                        {
                            if (rule.ParseNum(student, ref parseResult))
                            {
                                break;
                            }
                        }

                        Console.WriteLine(parseResult);
                    }

下面是完整的代码：

private static void FizzBuzz()
        {
            bool isValidInput = false;
            do
            {
                Console.WriteLine("please input three numbers which is units digit, use ',' division ");
                string[] inputNums = Console.ReadLine().Split(',');

                if (ValidSpecialInput(inputNums))
                {
                    isValidInput = true;

                    // create special dictionary to parse the students nums.
                    Dictionary<int, string> special = new Dictionary<int, string>();
                    special.Add(Int32.Parse(inputNums[0]), "Fizz");
                    special.Add(Int32.Parse(inputNums[1]), "Buzz");
                    special.Add(Int32.Parse(inputNums[2]), "Whizz");

                    // get students nums.
                    int studentsCount = 100;
                    var studentNums = Enumerable.Range(1, studentsCount);

                    // create rules to parse.
                    var rules = new List<Rule>() 
                    { 
                        new Rule5(special),
                        new Rule4(special), 
                        new Rule3(special), 
                    }.OrderByDescending(r => r.Priority);

                    // parse logic.
                    foreach (var student in studentNums)
                    {
                        string parseResult = student.ToString();
                        foreach (Rule rule in rules)
                        {
                            if (rule.ParseNum(student, ref parseResult))
                            {
                                break;
                            }
                        }

                        Console.WriteLine(parseResult);
                    }

                    Console.ReadLine();
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("the input is not valid.");
                }
            }
            while (isValidInput == false);
        }

        private static bool ValidSpecialInput(string[] specialInputs)
        {
            bool result = false;
            if (specialInputs.Length == 3)
            {
                return specialInputs.All(input =>
                    {
                        int num = 0;
                        return Int32.TryParse(input, out num) && (num > 0) && (num < 10);
                    });
            }

            return result;
        }

一些后续思考：

1：如果输入的不是三个，而是4个，5个 special, 应该怎么改？

2：如果学生数量不是100个，是1000个？

3：如果有限考虑Rule3，然后是Rule4，Rule5，应该怎么改？

4：如果还有另一个限制条件：比如如果数字是素数，把对应的值按反序输出，如何处理？

5：如果输入不是数字，而是字符串，应该如何处理？

完整源码下载：http://files.cnblogs.com/LoveJenny/FizzBuzz.7z