为运输规则提供相同接口

介绍

小型包裹服务台需要比较不同运输规则给出的报价。对于一个 500 克的包裹，准备好的费率数据规定 Town 收费 600 分，Steps 收费 200 分。你将实现这些正常报价，再检查会引起价格变化的重量边界。

本实验要求你已掌握 Java 类、构造方法、方法、列表和基础多态。本课将介绍接口和明确的报价结果。解析器与启动脚本已提供；实际的资格判断和价格计算由你实现。作者估计的时长包含阅读和普通错误修正。

为固定价格规则定义公开契约

本步骤中，你将让 Town 规则返回真实的合格报价，并拒绝超重包裹。

打开 WebIDE Tab，在菜单中选择 Terminal → New Terminal，打开集成终端。以下命令都在这个 WebIDE 终端中执行。命令使用同一个 shell；cd 改变该 shell 的工作目录。如果重新打开终端，请再次执行 cd。环境已准备 JDK 和源码框架，无需安装构建工具。

cd /home/labex/project/parcels

cat 只显示文件内容，不修改文件。阅读简短的费率文件和接口：

cat data/rates.tsv

cat src/ShippingRule.java

费率文件采用 TSV 格式：字段用制表符分隔，没有表头。flat 行依次为 type、规则 ID、重量上限（克）、价格（分）。step 行在每阶梯价格前增加阶梯大小。本例中，Town 的上限是 2,000 克，收费 600 分；Steps 的上限是 5,000 克，每开始一个 500 克阶梯收费 200 分。

interface 描述调用方无需知道实现类就能使用的方法。ShippingRule 承诺提供规则 ID 和包裹报价。类通过 implements ShippingRule 声明实现该接口，并提供两个公开方法。调用 rule.quote(parcel) 时，运行时会选择该对象所属的实现。不需要强制类型转换，也不需要按承运商名称编写分支。

公开契约包括 ShippingRule.id()、ShippingRule.quote(Parcel)，以及 Quote.eligible() 和 Quote.cents()。RuleFactory.flat(String, int, long) 与 RuleFactory.stepped(String, int, int, long) 创建规则对象；QuoteEngine.bestRules(Parcel, List<ShippingRule>) 返回所有获胜规则的 ID。这些方法签名让同一个调用方能够使用不同实现。你可以采用其他实现类组织方式，也可以修改 RuleFactory 来创建这些类。请保持这些公开方法以及提供的命令和输出格式可用；评分不要求工厂内部使用特定类名，也不要求特定编辑器。

包裹重量支持 1 到 1,000,000 之间的整数克。规则重量上限和阶梯大小也为 1 到 1,000,000 之间的整数；每个固定价格或每阶梯价格为 0 到 1,000,000 之间的整数分。符合资格的零分报价是合法的。它不同于 Quote.unavailable()：后者的 eligible() 为 false，其内部保存的金额不能参与比较。计算金额使用 long，因此较大的合法乘积不会溢出 32 位 int。所有费率、人员和包裹名称都是合成练习数据，并非承运商的实时报价。

Parcel 已将 ID、显示名称和克数保存在私有字段中，并提供只读方法。Quote.priced(cents) 创建合格结果，Quote.unavailable() 创建不合格结果。FlatRule 的构造方法保存参数。在其 quote 方法中，先判断资格，再返回价格。return 立即结束方法；使用 > 可使恰好达到上限的包裹仍然合格。

下面的命令会替换一个 Java 源文件。cat 将两行 JAVA 之间的文本复制到 > 后面的路径；起始标记上的引号阻止 shell 对 Java 代码进行替换。请粘贴整个代码块，包括独占一行的最后一个 JAVA。也可以在 WebIDE 中编辑同一个文件，保存后返回 WebIDE 终端。如果粘贴不完整后出现续行提示，请按 Ctrl+C，再重新粘贴完整代码块。

cat > src/FlatRule.java <<'JAVA'
public final class FlatRule implements ShippingRule {
    private final String id;
    private final int maxGrams;
    private final long cents;
    public FlatRule(String id, int maxGrams, long cents) {
        this.id = id; this.maxGrams = maxGrams; this.cents = cents;
    }
    public String id() { return id; }
    public Quote quote(Parcel parcel) {
        if (parcel.grams() > maxGrams) return Quote.unavailable();
        return Quote.priced(cents);
    }
}
JAVA

./quote.sh 运行当前目录中提供的启动脚本。它用 javac -encoding UTF-8 将 src/*.java 编译到临时目录，再以 UTF-8 文本编码启动 Java。每次运行都会重新编译已保存的源码，不会复用旧的类文件。编译错误会给出源文件名和行号：修正并保存该文件后，再执行相同命令。路径不正确会产生文件错误；重新执行文中的 cd 并检查文件名即可，无需重置环境。

./quote.sh quote 500

quote 命令接收以克为单位的重量，并显示每个规则 ID，以及以分为单位的金额或 UNAVAILABLE。Town 现在应显示 600。Steps 仍显示 0，因为其初始方法故意尚未完成；不要将它理解为真实的免费报价。

试试重量上限以及超过上限一克的情况：

./quote.sh quote 2000

./quote.sh quote 2001

Town 从 600 变为 UNAVAILABLE。你在不修改 data/rates.tsv 的情况下保留了包含端点的重量上限。检查本步骤后再继续。

按每个已开始的重量阶梯收费

本步骤中，你将通过相同接口实现第二种规则，使用整数运算处理价格，而不使用浮点货币。

继续在 WebIDE 终端的 /home/labex/project/parcels 中操作。每开始一个 500 克阶梯收费 200 分：1–500 克用一个阶梯，501–1,000 克用两个，1,001–1,500 克用三个。因此 500 克收费 200 分，而 501 克收费 400 分。普通整数除法会截断：501 / 500 等于 1，会少收费。

对于正整数克数，(grams + stepGrams - 1L) / stepGrams 将阶梯数向上取整。L 使运算使用 long；该阶梯数与 stepCents 相乘也使用 long。先检查重量上限，避免为服务范围以外的包裹返回误导性的价格。

使用前面相同的 here-document 写法，将整个阶梯规则文件替换为以下实现：

cat > src/StepRule.java <<'JAVA'
public final class StepRule implements ShippingRule {
    private final String id;
    private final int maxGrams, stepGrams;
    private final long stepCents;
    public StepRule(String id, int maxGrams, int stepGrams, long stepCents) {
        this.id = id; this.maxGrams = maxGrams;
        this.stepGrams = stepGrams; this.stepCents = stepCents;
    }
    public String id() { return id; }
    public Quote quote(Parcel parcel) {
        if (parcel.grams() > maxGrams) return Quote.unavailable();
        long steps = (parcel.grams() + stepGrams - 1L) / stepGrams;
        return Quote.priced(steps * stepCents);
    }
}
JAVA

./quote.sh quote 500

预期输出如下，列之间为制表符：

Town 600
Steps 200

现在跨过一个阶梯边界和资格边界：

./quote.sh quote 501

./quote.sh quote 5001

501 克时，Steps 显示 400。5,001 克时，两条规则都显示 UNAVAILABLE；这是重量合法但没有报价，并不是包裹无效。接下来有意试用零克：

./quote.sh quote 0

此命令预期失败，显示 INVALID_WEIGHT SAMPLE，退出状态为 2。它不会修改源码或费率记录。只需提供一个合法重量即可恢复：

./quote.sh quote 1500

两条规则现在都显示 600。这是真实的并列报价，下一个实验将处理这种情况。资格和价格判断位于可替换的规则对象内部，而调用方仍只使用接口。

总结

你通过一个 Java 接口实现了两种规则，将资格与整数分金额分开，并检查了精确上限和已开始阶梯的向上取整。同一个调用方现在无需知道具体实现，也能获得有意义的报价。