Question
Let's create a music playlist manager for Amazon Music, which allows users to
1/ add songs to the playlist, 2/ play a song from the playlist (in order).
Implement the methods for adding and playing songs.
If the user wants to add another song while the playlist is full, the oldest-added song needs to be removed first.
题目分析
题目要求我们设计一个音乐播放列表管理器，以支持以下功能：
- 添加歌曲到播放列表。
- 按顺序播放列表中的歌曲。
当播放列表已满时，如果用户继续添加歌曲，系统需要删除最早添加的歌曲，以保证播放列表不会超出容量。这实际上是一个“先进先出”（FIFO）的管理需求，类似于队列结构。
面试过程记录
在阅读题目后，候选人首先仔细分析了需求，意识到此题重点在于“队列式”的操作：在播放列表容量有限的情况下，新的歌曲添加到列表尾部，而最早添加的歌曲在列表满时需要被移除。为了更清楚地理解问题范围，候选人向面试官提出了两个澄清问题：
- 问题1：播放列表的容量是否固定？
面试官回答道：“是的，假设容量是固定的，例如10首歌。” - 问题2：播放列表中的播放顺序是否一定是按添加顺序？
面试官确认，歌曲必须按添加顺序播放。
得到确认后，候选人将需求总结为两个关键操作：
- 添加歌曲：如果播放列表已满，则删除最早的歌曲，再将新歌添加到列表尾部。
- 播放歌曲：按顺序播放列表中的歌曲，每次播放完一首后自动播放下一首。
解题思路与实现细节
根据需求，候选人提出了用双向队列（deque） 来实现播放列表的核心逻辑。双向队列既支持在队列尾部添加元素，又支持在队列头部删除元素，这种操作非常适合管理固定容量的播放列表。
实现方案
候选人决定在 PlaylistManager 类中实现两个主要方法：
addSong(song)：用于将歌曲添加到播放列表。如果播放列表已满（即队列长度等于容量），则在添加新歌曲前先移除最早的一首。play()：按顺序播放队列中的歌曲，直到列表播放完毕。
候选人开始设计这个类结构，定义了两个核心属性：
capacity：表示播放列表的最大容量。playlist：一个双向队列，用于存储当前的播放列表。
在讨论过程中，面试官提出了一个问题：“为什么选择双向队列而不是普通的列表？” 候选人解释道，双向队列能够高效地在队列头部和尾部进行添加和删除操作，而列表在头部删除元素的时间复杂度较高。因此，双向队列更适合处理FIFO（先进先出）的场景需求。面试官对此表示认可。
候选人详细解释了代码逻辑。首先在初始化时设置 capacity 和空的 deque；addSong 方法先检查播放列表是否已满，若已满则移除最早添加的歌曲，然后将新歌曲添加到尾部；play 方法则逐一播放列表中的歌曲，直至播放完毕。
面试官追问与扩展讨论
面试官在此时提出了一个进一步的问题：“如果在播放过程中，用户希望可以查看当前播放歌曲或跳过到下一首歌曲，该怎么实现？”
候选人思考后回答道，可以进一步扩展 PlaylistManager，在 play 方法中添加 current_song 属性来跟踪当前播放的歌曲，并实现 next 方法来跳到下一首歌曲。同时，也可以通过 getCurrentSong() 方法让用户查看当前播放的歌曲。
候选人提出了以下扩展代码：
总结
通csoahelp的面试辅助，候选人展示了如何在固定容量的情况下高效管理音乐播放列表，利用双向队列处理先进先出的需求，并根据面试官的反馈扩展了组件的功能。双向队列提供了 O(1) 的时间复杂度进行添加和删除操作，是解决该问题的理想选择。候选人不仅设计了一个基础的播放列表管理系统，还考虑到了用户体验需求，使其具有良好的可扩展性和实用性。
这道题考察了候选人对数据结构的理解以及在特定场景下选择适合的实现方式的能力，是一项优秀的设计与实现能力的测试题。
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