很多老師反映教軟體工程和程式設計的時候沒有合適的題目，《構建之法》提供了下面的題目，都是從簡單的解題思路入手，逐步增量改進。學生們可以複習基本的程式設計技能，然後逐步加入模組化，檔案處理，單元測試，資訊隱藏，物件導向的分析，mvc 等概念和實踐。 大家可以選用：
- **點遊戲和單詞頻率問題
- 四則運算練習
- 計算程式檔案的行數，及其擴充套件問題
- 電梯排程
- 網頁前端技術的練習題
下面的題目， 從簡單的資料結構開始，讓同學們逐步練習。
0. 請上網搜到最新的北京地線路圖。
1. 把這個圖的各個線路，各個站點，換乘資訊等用文字檔案 (假設名字叫 beijing-subway.txt)的形式儲存起來，應該儲存的資訊有 ， 應用程式可以讀取這個檔案，就能掌握關於北京地鐵線路的所有資訊，應該用什麼樣的格式呢？ 在我們生活中，我們用自然語言，或者圖表來表示資訊， 當乙個有足夠生活經歷的成年人看到上面的線圖路，她馬上可以理解 「兩個小白圓點中間有一條線表示這兩個車站是相鄰的」。 當你要讓電腦程式來處理這些資訊，但是程式只知道一行，乙個字，乙個位元組地處理資訊， 怎麼辦，怎麼表示 「這個車站可以轉 5 號線」？
2. 寫乙個命令列程式 （不妨叫 subway.exe），這個程式啟動的時候， 會讀取beijing-subway.txt 的資訊，然後這個程式就等待使用者的輸入， 使用者可以輸入地鐵的線路編號，然後程式就輸出此地鐵線路的所有站名（按某一方向順序輸出即可）。 輸出站名後，程式又進入等待狀態。
3. 能否進一步， 找到兩點之間的最有效線路？ 請實現下面這個需求：
subway.exe /b 知春路 中關村
返回經歷的站名的個數，和路徑，如果有換乘，請列出換乘的線路， 例如：
知春路知春裡
海淀黃莊 換乘10號線
中關村3.1 抽象
在我們做測試的過程中，我們可以比較具體的車站的名字，已驗證演算法的正確性， 但是我們實際上並不在乎這個具體名字是 "知春路"， 還是 "惠新西街南口"，我們只要知道它們相同就好了。 能否給每個車站乙個數字的標識，這樣便於比較? 請修改你的 beijing-subway.txt 地**件，把車站的唯一標識id 加上，然後再修改程式中讀取檔案的部分，讓它能處理id，而不是僅僅車站名字。修改程式之後，請保證程式依然能夠完成它原有的功能。
4. 既然有了地圖和 「返回兩個站點之間最短路徑」 的功能， 我們怎麼知道程式設計師實現的這個功能是正確的呢？ 我們可以抽樣調查，但是不能確保。能否測試這個模組呢？ 這個模組可能是程式中的乙個類，或幾個相關的類，我們可以通過給它寫單元測試，或模組測試的辦法。
請把subway 程式中 「返回兩個站點之間最短路徑」 的功能獨立出來，成為乙個dll，或者乙個類，那麼我們就可以用《構建之法》 提到的單元測試， 或者 四則運算練習題 提到的測試模組的方法測試了。
請把這個exe 分解為幾個獨立的模組，然後用你所在的平台的單元測試工具來測試。
5. 如果乘客有錢又有閒，那麼，怎樣才能盡可能快地遍歷地鐵的所有車站呢（只用經過一次，不用下車，就算經過車站）。 例如，注意到13號線 和 10 號線相交的知春路地鐵站，我們選它作為乙個起始站，從這個站出發，要經歷多少站（換乘不出地鐵系統，即不能從乙個地鐵口走到路面，然後從另乙個站進去），才能把所有地鐵站都遍歷呢？
擴充套件命令列程式，讓它接受乙個地鐵站名。 例如這個格式： subway.exe /a 知春路
程式輸出總共經歷多少站， 以及經歷的站名， 舉乙個特例，假如地鐵系統只有知春路， 西土城兩個站， 那麼這個程式應該輸出：
知春路西土城
知春路5.1 從現實生活中我們知道，在地鐵系統中換乘是比較麻煩的一件事情，花費額外的時間和體力 （下車，步行到下乙個線路，等車，擠上車，再找座位），我們上乙個遍歷演算法沒有考慮到這一點，有點不接地氣。 如果我們做乙個改進， 每次換乘，相當於額外經歷了 3 個車站， 我們還是要求遍歷所有車站的最優線路，我們的程式應該怎麼修改呢？ 總的車站數量 = 實際經過的車站數量 + 換乘等價的車站數量
我們在前面幾步的修改中， 把資料格式，程式的功能，程式的結構都稍稍修改了一些，但是整體程式還能按原來的需求執行。 希望初學者在每一步都只改乙個方面，修改之後，能測試程式，保證沒有引入其它錯誤。 有基礎的同學可以用源**管理工具來管理各個版本的**。
5.2 既然有程式能輸出解答， 那麼我們怎麼驗證呢？ 睜大眼睛乙個乙個地數麼？ 我們不是會寫程式麼？ 來乙個：
subway.exe /z filename
filename 指向乙個文字檔案，裡面放了 /a 引數的答案 （就是題目 3 的輸出， 乙個數字加上站名）
這個 /z 引數要求在命令列輸出
true： 如果filename 檔案中的資料的確覆蓋了整個地鐵的所有站點至少一次，並且車站的數量是對的，車站的遍歷次序是合理的。
false: 車站的遍歷次序仍然合理，但是有遺漏的站點，或者車站的數量錯誤。 如果有遺漏的站點，這個程式要至少輸出乙個遺漏的車站名。
error: 如果車站的遍歷次序不合理（例如直接從「知春路」 站到了「中關村」 站）， 列印出出錯的兩個站名。
6. 我們前面的練習都是基於命令列的，能否做成圖形介面呢？ 首先我們要給每個站點乙個座標資訊。
1）請修改 beijing-subway.txt 檔案，加入適當的資訊，為實現圖形介面做準備。 你要如何設計這些座標呢？
2）請改進 subway.exe， 加乙個 /g 的命令列引數， 讓它根據你提供的座標畫出各個地鐵站，線路，以及換乘站。
我們看到，所有要展現的資訊都要儲存起來，儲存還要有一定的規則，這樣程式才好正確地，高效地讀出來。 儲存有下面三個方案：
a) 用文字檔案， 用自定義的格式存放
b) 用xml 格式存放
c) 還可以用資料庫的方式來存放， 例如 sqlite
d) 還可以用自己定義的二進位制的格式來存放。
請比較幾種方式的優缺點，特別是，這些方式如何應對變化的內部，外部因素。 例如，在 d) 方案中， 如果要增加乙個地鐵站，或者修改乙個地鐵站的名字，我們應該怎麼做呢？
7. 現在我們回過頭來，把遍歷的解法搬到gui （圖形介面）來。
1）擴充套件 subway.exe, 處理下面引數的時候，
subway.exe /g 知春路
程式在圖形介面中顯示地鐵地圖 （各個站點的相對位置和官方地圖類似即可），然後用乙個小亮點表示乘客，乘客正在經過的車站就會閃亮，乘客走過的路用不同的顏色標識，同時在適當的地方有數字表明乘客已經經過車站的數目。
8. 前面幾步都做好了，下面就是工程問題了：
8.1 請讓程式能處理上海的地鐵地圖，或者其它城市的地圖。把程式由 「固定處理乙個地圖」 公升級為 「能處理多個地圖」， 程式的什麼模組需要變化？
8.2 請把程式移植到網頁/手機，使用者指定起點和終點，程式就報告這兩個點的最優路徑。 把程式從 pc 平台搬到 web 或 mobile, 原來寫的所有**都要扔掉麼？ 還是有很多部分可以重用？ 怎樣重用？
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