完美世界笔试算法题（代理服务器）-2020年3月17日

见解分享

2023-11-26 13:32:24

题目背景

在一个分布式系统中，有多个代理服务器，它们通过网络连接到不同的数据服务器。当客户端向数据服务器发送请求时，代理服务器会先收到请求，然后转发请求到合适的数据服务器。

代理服务器的作用是提高系统的吞吐量和可靠性。通过使用代理服务器，客户端可以减少与数据服务器之间的连接次数，从而提高系统的吞吐量。此外，代理服务器还可以缓存数据，从而减少数据服务器的负担，提高系统的可靠性。

题目

给定一个分布式系统，其中有多个代理服务器和数据服务器。每个代理服务器都有一个编号，并且每个数据服务器也有一个编号。代理服务器和数据服务器之间通过网络连接，并且每个代理服务器都可以连接到多个数据服务器。

客户端向数据服务器发送请求时，代理服务器会先收到请求，然后转发请求到合适的数据服务器。每个代理服务器都有一个转发策略，决定它应该把请求转发到哪个数据服务器。

现在，给你一个分布式系统的拓扑结构，以及每个代理服务器的转发策略。你的任务是设计一个算法，计算出客户端向每个数据服务器发送请求时，经过的代理服务器的编号。

题目思路

这道题可以采用贪心算法来解决。贪心算法是一种在每一步选择最优解的算法。在解决这道题时，我们可以先把客户端和数据服务器之间的最短路径求出来。然后，对于每个代理服务器，我们选择它与客户端和数据服务器之间最短路径上的下一个代理服务器作为它的转发目标。

求最短路径可以使用广度优先搜索（BFS）或深度优先搜索（DFS）算法。

题目解法

import java.util.*;

public class ProxyServer {

    private static Map<Integer, List<Integer>> graph;
    private static Map<Integer, Integer> nextHop;

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化图
        graph = new HashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            graph.put(i, new ArrayList<>());
        }
        graph.get(1).add(2);
        graph.get(2).add(1);
        graph.get(2).add(3);
        graph.get(3).add(2);
        graph.get(3).add(4);
        graph.get(4).add(3);
        graph.get(4).add(5);
        graph.get(5).add(4);

        // 初始化转发策略
        nextHop = new HashMap<>();
        nextHop.put(1, 2);
        nextHop.put(2, 3);
        nextHop.put(3, 4);
        nextHop.put(4, 5);

        // 求解最短路径
        Map<Integer, Integer> distance = new HashMap<>();
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            distance.put(i, Integer.MAX_VALUE);
        }
        distance.put(1, 0);
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(1);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int current = queue.poll();
            for (int next : graph.get(current)) {
                if (distance.get(next) > distance.get(current) + 1) {
                    distance.put(next, distance.get(current) + 1);
                    queue.offer(next);
                }
            }
        }

        // 计算经过的代理服务器
        Map<Integer, List<Integer>> path = new HashMap<>();
        for (int i = 2; i <= 5; i++) {
            path.put(i, new ArrayList<>());
            int current = i;
            while (current != 1) {
                path.get(i).add(current);
                current = nextHop.get(current);
            }
            path.get(i).add(1);
            Collections.reverse(path.get(i));
        }

        // 输出结果
        for (int i = 2; i <= 5; i++) {
            System.out.println("从客户端到数据服务器" + i + "经过的代理服务器为：" + path.get(i));
        }
    }
}