面试题：交通灯管理系统

交通灯管理系统

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

Ø 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。

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图示：

一共个交通灯：常绿的：W2S,S2E,E2N,N2W；成对的：S2N=N2S,W2E=E2W,S2W=N2E,W2N=E2S

所以交通灯只有12个对象，直接用枚举实现即可。每个交通灯都维护一个状态：绿或红，每个交通灯要有变绿和变红的方法，并且能返回自己的红绿状态。其中4个右转是常绿，其余8个是成对出现的，所以只需要考虑4组情况即可。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对象的变绿和变红方法中，将对应方向的灯也变绿和变红。每个灯变红时，都伴随者下一个灯的变绿，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。

package Traffic;/*交通灯有12个：常绿的：W2S,S2E,E2N,N2W成对的：S2N=N2S,W2E=E2W,S2W=N2E,W2N=E2S */public enum Lamp//交通灯{//这里对应的灯和下一个灯都不能用对象形式，因为前面灯的构造方法接收时，后面的灯还没创建。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),//每一组一个灯控制状态就可以了W2S(null,null,true),S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true);private String pairing;//pairing:相同状态成对的交通灯private String nextLamp;//nextLamp：下一个交通灯；private boolean lighted;//lighted：灯的状态，true为绿，false为红Lamp(String pairing,String nextLamp,boolean lighted){this.pairing = pairing;this.nextLamp = nextLamp;this.lighted = lighted;}//获取灯状态的方法public boolean getLigthed(){return lighted;}//灯变绿的方法public void greenLight(){this.lighted =true;//判断是为防止对应的灯再次调用。if(this.pairing != null){//除了自己要变绿之外对应的灯也要变绿。Lamp.valueOf(pairing).greenLight();System.out.println(this.name()+":"+pairing+"   green");//问题：pairing为null的情况调用valueOf也是没用的？进行判断只是为了程序的严谨吗？}}//灯变红的方法和下一个灯变绿public Lamp redLight(){this.lighted =false;if(this.pairing != null){//除了自己要变红之外对应的灯也要变红。Lamp.valueOf(pairing).redLight();}Lamp next = null;if(this.nextLamp!= null){next = Lamp.valueOf(nextLamp);System.out.println("绿灯从   "+this.name()+":"+Lamp.valueOf(pairing).name()+"  变为红灯");//除了自己要变红之外下一个灯也要变绿。next.greenLight();}return next;//返回下一个变绿的灯，便于控制}}

同样，一共有12条线路；路中存储着车辆的集合，显然路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。再看题目，我们这里并不要体现车辆移动的过程，只是捕捉出车辆穿过路口的过程，也就是捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象，用一个字符串表示就可以了。

package Traffic;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Road//路面{//集合，路面就是一个车辆的集合，车辆只有一个进出，//不需要考虑车辆的其他因素，所以用字符串就可以了。List<String> cats = new ArrayList<String>();String roadName;//路线的名字Road(String roadName){this.roadName = roadName;ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable()//添加车辆的线程,车开到路上。{public void run(){for(int x = 1;x<1000;x++){//添加车辆的时间，在1~10秒内try{Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);} catch (InterruptedException e){// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}cats.add(Road.this.roadName+":"+x);}}});//创建一个定时器。ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(Road.this.cats.size()>0)//判断路面有没有车辆{//Road.this.roadName是当前路面的名字，通过名字获取对应路口的交通灯。Lamp lamp = Lamp.valueOf(Road.this.roadName);//获取交通灯对象if(lamp.getLigthed())//判断交通灯是否变绿System.out.println(cats.remove(0)+"  is go!!");}}}, 1, //这里的时间就是车辆通过的时间1, TimeUnit.SECONDS);}}

package Traffic;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;class LampControl//控制器{private Lamp nowLamp;private static LampControl lc = new LampControl();LampControl(){this.nowLamp = Lamp.S2N;//定义一个初始灯}public static LampControl getLampControl(){return lc;}public void start()//交通灯开始运行方法{nowLamp.greenLight();//把这个灯变绿ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);pool.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){nowLamp = nowLamp.redLight();//现在的等变红，同时获取变绿的灯。}}, 10, 10,TimeUnit.SECONDS);}}

public class mainClass{public static void main(String[] args){String[] road = {"W2S","S2E","E2N","N2W","S2N","N2S","W2E","E2W","S2W","N2E","W2N","E2S"};for(int x = 0;x<road.length;x++){new Road(road[x]);}LampControl.getLampControl().start();}}