黑马程序员-面试题之交通灯管理系统

面试题之交通灯管理系统

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题如下：

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

异步随机生成按照各个路线行驶的车辆。

例如：

       由南向而来去往北向的车辆---- 直行车辆

       由西向而来去往南向的车辆 ----右转车辆

       由东向而来去往南向的车辆 ----左转车辆

       。。。

信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

具体信号灯控制逻辑与现实生活中普通交通灯控制逻辑相同，不考虑特殊情况下的控制逻辑。

注：南北向车辆与东西向车辆交替放行，同方向等待车辆应先放行直行车辆而后放行左转车辆。

每辆车通过路口时间为1秒（提示：可通过线程Sleep的方式模拟）。

随机生成车辆时间间隔以及红绿灯交换时间间隔自定，可以设置。

不要求实现GUI，只考虑系统逻辑实现，可通过Log方式展现程序运行结果。

 

 

画图分析

 

题目分析：

每条路线上都会出现多辆车，路线上要随机增加新的车，在灯绿期间还要每秒钟减少一辆车。

设计一个Road类来表示路线，每个Road对象代表一条路线，总共有12条路线，即系统中总共要产生12个Road实例对象。

每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。

每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿，是则将本路线保存车的集合中的第一辆车移除，即表示车穿过了路口。

 

每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿，一个灯由绿变红时，应该将下一个方向的灯变绿。

设计一个Lamp类来表示一个交通灯，每个交通灯都维护一个状态：亮（绿）或不亮（红），每个交通灯要有变亮和变黑的方法，并且能返回自己的亮黑状态。

总共有12条路线，所以，系统中总共要产生12个交通灯。右拐弯的路线本来不受灯的控制，但是为了让程序采用统一的处理方式，故假设出有四个右拐弯的灯，只是这些灯为常亮状态，即永远不变黑。

除了右拐弯方向的其他8条路线的灯，它们是两两成对的，可以归为4组，所以，在编程处理时，只要从这4组中各取出一个灯，对这4个灯依次轮询变亮，与这4个灯方向对应的灯则随之一同变化，因此Lamp类中要有一个变量来记住自己相反方向的灯，在一个Lamp对象的变亮和变黑方法中，将对应方向的灯也变亮和变黑。每个灯变黑时，都伴随者下一个灯的变亮，Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。

无论在程序的什么地方去获得某个方向的灯时，每次获得的都是同一个实例对象，所以Lamp类改用枚举来做显然具有很大的方便性，永远都只有代表12个方向的灯的实例对象。

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

 

代码：

Road.java

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Road {private List<String> vehicles = new ArrayList<String>();//定义一个集合存储车辆private String name;public Road(String name){this.name=name;//创建一个线程池，用于模拟产生路上的车辆Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for(int i=1;i<=600;i++){try {Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//根据随机值作为时间产生车辆} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}vehicles.add(Road.this.name+"--"+i);}}});//创建一个定时器，多长时间经过一辆车（经过多长时间重复执行下列代码）Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//private String removeName;@Overridepublic void run() {if(vehicles.size()>0){boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).islighted();if(lighted) // removeName = vehicles.remove(0);//System.out.println(Lamp.valueOf(removeName.substring(0,3))+removeName.substring(3)+"号车通过!");System.out.println(vehicles.remove(0)+"通过！");}}},1,1,TimeUnit.SECONDS);}}

 

Lamp.java

public enum Lamp {S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),//四个右转弯常为绿灯S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);private boolean lighted;private String opposite;//对应的灯private String next;private Lamp(){}//构造方法的三个参数分别是 对应的灯，下一个灯，自己的红绿状态。private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite=opposite;this.next=next;this.lighted=lighted;}public boolean islighted(){return lighted;}/* * 把灯变量 * */public void light(){this.lighted=true;if(opposite!=null)//避免死循环{Lamp.valueOf(opposite).light();}}/* * 把灯变红,并返回下一个灯 * */public Lamp blackout(){this.lighted=false;if(opposite!=null)//避免死循环{Lamp.valueOf(opposite).blackout();}Lamp nextLamp=null;if(next!=null){nextLamp=Lamp.valueOf(next);nextLamp.light(); //将下一个灯变绿}return nextLamp;}/*@Overridepublic String toString(){switch(this){//东east南south西west北northcase S2N:return "南到北方向";case S2W:return "南到西方向";case E2W:return "东到西方向";case E2S:return "东到南方向";case N2S:return "北到南方向";case N2E:return "北到东方向";case W2E:return "西到东方向";case W2N:return "西到北方向";case S2E:return "南到东方向";case E2N:return "东到北方向";case N2W:return "北到西方向";case W2S:return "西到南方向";        }return null;}*/}

 

//创建一个灯的控制器类

LampController.java

import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class LampController {private Lamp currentLamp; //开始时灯的属性public LampController(){currentLamp=Lamp.S2N;currentLamp.light(); //先将S2N路上的灯设置为起始的绿灯//创建一个定时器，线程池中只需有一个线程Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//将灯变红，返回下一个灯currentLamp=currentLamp.blackout();}}, 10,10,TimeUnit.SECONDS);}}

 

MainClass.java

public class MainClass {public static void main(String[] args) {String[] str={"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i<12;i++){new Road(str[i]);//循环创建Road对象}new LampController(); //创建一个控制器对象}}