ابنِ واجهة خلفية لمشاركة الركوب

أنظمة مشاركة الركوب مثل Uber وLyft من بين أكثر أسئلة مقابلات تصميم الأنظمة شيوعاً. تختبر فهمك للفهرسة الجغرافية المكانية والمطابقة الفورية والتسعير الديناميكي وآلات الحالة. في هذا المختبر، ستبني المكونات الأساسية للواجهة الخلفية التي تُشغّل خدمة مشاركة الركوب.

نظرة عامة على البنية

rideshare/main.py (نقطة دخول المحاكاة)
  ├── rideshare/geo/geohash.py           — تشفير/فك تشفير Geohash
  ├── rideshare/geo/spatial_index.py      — فهرس مكاني للاستعلامات القريبة
  ├── rideshare/matching/matcher.py       — خوارزمية مطابقة الرحلات
  ├── rideshare/matching/eta_calculator.py — حساب وقت الوصول (Haversine)
  ├── rideshare/pricing/surge_calculator.py — التسعير الديناميكي
  ├── rideshare/pricing/fare_calculator.py  — حساب الأجرة
  └── rideshare/tracking/ride_tracker.py   — آلة حالة دورة حياة الرحلة

تعليمات خطوة بخطوة

FILE 1: rideshare/geo/geohash.py

نفّذ تشفير وفك تشفير geohash للفهرسة الجغرافية المكانية.

• شفّر خط العرض/الطول إلى سلسلة geohash بدقة قابلة للتكوين (افتراضياً 6)
• استخدم تشابك البتات: تناوب بين بتات خط الطول وخط العرض
• فك تشفير سلسلة geohash إلى خط عرض/طول تقريبي (مركز الخلية)
• احسب خلايا geohash الثمانية المجاورة لـ geohash معين
• استخدم أبجدية Base32: 0123456789bcdefghjkmnpqrstuvwxyz

FILE 2: rideshare/geo/spatial_index.py

ابنِ فهرساً مكانياً يستخدم geohashes للاستعلامات القريبة السريعة.

• أدرج السائقين مع موقعهم الحالي (خط العرض، خط الطول)
• أزل السائقين عندما يصبحون غير متصلين أو يتم مطابقتهم
• استعلم عن السائقين القريبين ضمن نصف قطر معين باستخدام بادئة geohash + توسيع الجيران
• احسب المسافات الفعلية باستخدام Haversine لتصفية الإيجابيات الخاطئة من تقريب geohash
• أعد النتائج مرتبة حسب المسافة من نقطة الاستعلام

FILE 3: rideshare/matching/matcher.py

نفّذ خوارزمية مطابقة الرحلات التي تجد السائق الأمثل.

• سجّل السائقين بناءً على مزيج مرجّح: المسافة (40%)، وقت الوصول (30%)، التقييم (30%)
• اصفِ السائقين الذين يتجاوزون أقصى مسافة التقاط
• اصفِ السائقين الذين لا يتوافق نوع مركبتهم مع طلب الرحلة
• أعد أفضل تطابق أو None إذا لم يتوفر سائقون
• ادعم أنواع مركبات مختلفة: اقتصادي، مريح، فاخر

FILE 4: rideshare/matching/eta_calculator.py

احسب وقت الوصول المقدّر للسائقين.

• استخدم صيغة Haversine لحساب مسافة الدائرة العظمى بين نقطتين
• طبّق مضاعف عامل الطريق (افتراضياً 1.4) لأن الطرق ليست خطوطاً مستقيمة
• طبّق مضاعف حركة المرور بناءً على وقت اليوم (ساعة الذروة = مضاعف أعلى)
• أعد وقت الوصول بالدقائق مع مكوني المسافة والوقت

FILE 5: rideshare/pricing/surge_calculator.py

نفّذ التسعير الديناميكي بناءً على العرض والطلب.

• احسب نسبة الطلب/العرض لمنطقة جغرافية (بادئة geohash)
• اربط النسبة بمضاعف الارتفاع: النسبة < 1.0 → 1.0x، النسبة 1.0-2.0 → خطي 1.0x-2.0x، النسبة > 2.0 → محدود
• طبّق حدود ارتفاع دنيا (1.0) وقصوى (3.0) قابلة للتكوين
• تتبع عدد الطلبات والسائقين المتاحين لكل منطقة
• وفّر طريقة لتناقص بيانات الطلب القديمة بمرور الوقت

FILE 6: rideshare/pricing/fare_calculator.py

احسب أجور الرحلات مع جميع مكونات التسعير.

• الأجرة الأساسية + (المسافة_كم × معدل_لكل_كم) + (المدة_دقيقة × معدل_لكل_دقيقة)
• طبّق مضاعف الارتفاع من حاسب الارتفاع
• طبّق حد أدنى للأجرة (لا رحلة أرخص من الحد الأدنى)
• ادعم بطاقات أسعار مختلفة لكل نوع مركبة (اقتصادي، مريح، فاخر)
• أعد تفصيلاً يُظهر الأساس والمسافة والوقت والارتفاع والإجمالي

FILE 7: rideshare/tracking/ride_tracker.py

نفّذ دورة حياة الرحلة كآلة حالة.

• الحالات: REQUESTED → MATCHED → DRIVER_EN_ROUTE → ARRIVED → IN_PROGRESS → COMPLETED أو CANCELLED
• تحقق من صحة انتقالات الحالة (مثلاً، لا يمكن الانتقال من REQUESTED مباشرة إلى IN_PROGRESS)
• تتبع الطوابع الزمنية لكل انتقال حالة
• ادعم الإلغاء من حالات REQUESTED أو MATCHED أو DRIVER_EN_ROUTE أو ARRIVED
• احسب مدة الرحلة ووقت الانتظار من الطوابع الزمنية

FILE 8: rideshare/main.py

اربط كل شيء معاً بمحاكاة.

• ابذر سائقين نموذجيين في مواقع مختلفة
• أنشئ طلبات رحلات من ركاب نموذجيين
• شغّل خوارزمية المطابقة لربط الركاب بالسائقين
• احسب التسعير الديناميكي والأجور
• نفّذ دورة حياة الرحلة الكاملة من الطلب إلى الإكمال
• اطبع ملخصاً لكل رحلة مع التوقيت وتفصيل الأجرة وتفاصيل السائق

تلميحات

• أبجدية Base32 لـ geohash هي 0123456789bcdefghjkmnpqrstuvwxyz (32 حرف، بدون a، i، l، o)
• صيغة Haversine: a = sin²(Δlat/2) + cos(lat1) × cos(lat2) × sin²(Δlng/2)، c = 2 × atan2(√a, √(1-a))، d = R × c حيث R = 6371 كم
• لجيران geohash، كل خلية geohash لها بالضبط 8 جيران (N، NE، E، SE، S، SW، W، NW)
• متوسط سرعة القيادة في المدينة: ~30 كم/ساعة (يُستخدم لوقت الوصول من المسافة)
• التسعير الديناميكي لكل منطقة: استخدم بادئة geohash (مثلاً، دقة 4) كمعرّف المنطقة