黑马程序员_张孝祥_7K月薪面试题_交通灯管理系统
来源:互联网 发布:淘宝账号丢失怎样找回 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 04:18
----------- android培训、java培训、期待与您交流! ------------
题目需求:
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
。。。
Ø 信号灯忽略黄灯,只考虑红灯和绿灯。
Ø 应考虑左转车辆控制信号灯,右转车辆不受信号灯控制。
Ø 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。
Ø 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)。
Ø 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。
Ø 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。
背景介绍:
此题目与银行业务调度系统一样,是同学在面试过程中遇到的实际面试题。该公司招聘为其交通灯系统项目组的招聘员工,给出了一道与项目有关的题目让应聘者带回家做。如果做得好就可以入职!
问题分析:
首先结合实际场景对问题进行分析。
想一想最熟悉的某个路口,可画出如下的路口模型:
总共有12条路线,为了统一编程模型,可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制,右转弯的4条路线的控制灯可以假设称为常绿状态,另外,其他的8条线路是两两成对的,可以归为4组,所以,程序只需考虑图中标注了数字号的4条路线【东2西,东2南,南2北,南2西】的控制灯的切换顺序,这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换,不必额外考虑。
面向对象的分析与设计:
面向对象的程序设计思想:
【谁拥有数据,谁就对外提供操作这些数据的方法】
我们初步设想下有哪些对象:红绿灯,控制红绿灯的系统,汽车,路线。汽车看到自己所在路线对应的灯绿了就穿过路口吗?不是,还需要看其前面是否有车,那么判断前面是否有车该问哪个对象?--路,因为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。再看需求,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辆车的过程。所以车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。
简化后就是这样一个过程:路,路上有集合,集合里面装的车(字符串),路看到自己的红绿灯中的绿灯亮了,就把第一辆车取走,路还有方法,随机往集合里面加车;灯变绿变红是通过一个控制系统调度,总共三个对象。
面向对象设计实例:
用面向对象的方式设计如下情景:
"小球从一根绳子的一端移动到另一端"
两个对象:小球、绳子;绳子:为小球的移动指引了方向,nextPoint();小球有一个移动的方法,该方法需要依赖绳子。
//用面向对象的方式设计"小球从一根绳子的一端移动到另一端"class Rope{ //把绳子想象成若干个小点,连成一条线, private Point start;//起始坐标 private Point end;//结束坐标 //传入起始坐标和结束坐标到构造函数,创建一个绳子的对象 public Rope(Point start,Point end){ this.start=start; this.end=end; } //获取当前点的下一个坐标: public Point nextPoint(){ /*通过两点一线的数学公式可以计算出当前点的下一个点,此细节不属于设计阶段要 * 考虑的问题。如果当前点是终止点,返回null,如果不是线上的点,抛出异常。*/ }}
class Ball{ private Rope rope; private Point currentPoint; public Ball(Roperope,Point startPoint){ this.rope=rope; this.currentPoint=startPoint; } public void move(){ currentPoint=rope.nextPoint(currentPoint); System.out.println("小球移动到了:"+currentPoint); }}
"两块石头磨成一把石刀,石刀可以砍树,树砍成木材,木材做成椅子"
从描述看出,有五个对象:Stone,StoneKnife,tree,wood,chair
过程如下:
Stone
StoneKnife=StoneFactory.createKnife(Stone);
tree
wood=StoneKnife.cut(tree);
chair=ChairFactory.makeChair(wood);
每条路上都会出现多辆车,路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Road类表示路线,每个Road类对象代表一条路线,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,增加的到一个集合中保存。
每条路线每隔1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1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)。每个交通灯有变绿和变红的方法,并且能返回自己红绿状态
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,但为了让程序采用统一的处理方式,假设出四个右拐弯的灯为常绿状态。
除了右拐弯方向,其它8条路线的灯都是两两成对的,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,对这四个灯依次轮回变绿,与这四个对应方向的灯则随之一同变化。因此Lamp中要有一个变量来记住自己相反方向上的灯。在一个Lamp对象变绿和变红的方法中,将对应方向上的灯也变绿和变红。,每个灯变红时都伴随下一个灯的变绿。Lamp类中还有一个变量用于记住自己的下一个灯。
设计灯:
总共有12个灯的实例对象,有12条路线,所以对象是固定的,用枚举【枚举里的元素就是枚举类的实例对象】
当前路口为绿灯时,要把对面方向也变为绿灯,当前路口变为红灯,要把下一个方向的灯变绿。所以有三个成员变量,一个是对面方向的灯,一个是下一个方向的灯,自己的状态。
实现代码:
车开到路上--Road类的编写
l 每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,由一个vechicles成员变量来代表车辆的集合
l 在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机时间向vechicles集合中增加一辆车(用"路线名_id"形式的字符串表示)
l 在Road对象的构造方法中启动一个定时器,每隔1秒检查该方向上的灯是否为绿,是则打印车辆集合,并将集合中的第一辆车移除掉
//车开到路上public class Road { //定义路上车的集合 List<String> vechicles=new ArrayList<String>(); private String name; //因为有12条路线,所以给每条路定义一个名字 public Road(final String name) { this.name=name; //创建只有一个线程的线程组,模拟车辆不断随机上路的过程 ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(); //线程池挑选一个空闲的线程执行增加车的任务 pool.execute(new Runnable(){ @Override public void run() { //假设总共出现1000辆车 for(int i=1;i<=1000;i++){ try { //控制车增加的节奏,1-10S之间增加一辆 Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }//内部类要访问name,1.访问外部类的局部变量:构造函数中的局部变量加final; 2.访问外部类的成员变量:Road.this.name vechicles.add(Road.this.name+"_"+i); } } }); //定义一个定时器,每隔一秒检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车 //定义一个调度线程池 ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1); /*定义定时器以固定频率调度当前任务 * 第一个参数:要执行的任务 * 第二个参数:过多少秒以后第一次去执行当前任务 * 第三个参数:过多少秒后继续接着干当前任务 * 第四个参数:调度时间度量单位 */ timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run() { //只有路口有车,才开始执行车子驶过路口的操作,即移除一辆车 if(vechicles.size()>0){ //boolean lighted=true;//假若是绿灯,那么车会通过 //判断当前路线上是否为绿灯 boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); if(lighted){ System.out.println(vechicles.remove(0)+" is travel..."); } } } }, 0, 1, TimeUnit.SECONDS); }}
Lamp类的编写:
//总共有12个灯的实例对象,有12条路线,所以对象是固定的,用枚举【枚举里的元素就是枚举类的实例对象】
public enum Lamp { //每个枚举元素各表示一个方向的控制灯 S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","N2S",false), //下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯,它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计! N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false) //由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制,所以,可以假想它们总是绿灯 S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true); //当前灯是否为绿 private boolean lighted; //与当前灯同时为绿的对应方向 private String opposite; //当前灯变红时下一个变绿的灯 private String next; private Lamp(String oppsite,String next,boolean lighted){ this.opposite=opposite; this.next=next; this.lighted=lighted; } //判断是否为绿灯 public boolean isLighted(){ return lighted; } //某个灯变绿时,它对应方向的灯也要变绿 publicvoid light(){ this.lighted=true; //如果对应的灯不为空,就让其变绿,如东和西对应,东对应的灯为西,西没有对应的灯 if(opposite!=null){ //valueof(String arg0)把字符串转成对应的枚举元素 Lamp.valueOf(opposite).light(); } System.out.println(name() + " lamp is green,下面总共应该有6个方向能看到汽车穿过!"); } //某个灯变红时,对应方向的灯也要变红,并且下一个方向的灯要变绿,并返回下一个变绿的灯 public Lamp red(){ this.lighted=false; if(opposite!= null){ Lamp.valueOf(opposite).red(); } Lamp nextLamp=null;; if(next!=null){ nextLamp=Lamp.valueOf(next); System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next); nextLamp.light(); } return nextLamp; }}
交通灯控制器类的编写:
l 整个系统中只能有一套交通灯控制系统,所以,LampController类最好设计成单例
l LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯
l LampController对象的start方法中将当前灯变绿,然后启动一个定时器,每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变绿
//灯的控制器public class LampController{ //控制器中当前的灯 private Lamp currentLamp; public LampController(){ //初始化当前灯是由南向北路线上的 currentLamp=Lamp.S2N; //设置当前灯为绿色 currentLamp.light(); //新建一个定时器,每隔10S让当前灯变红,并让下一个方向上的灯变绿 ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1); //以固定频率执行任务 timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ //每隔10秒将当前绿灯变红,那么返回的就是下一个灯 currentLamp=currentLamp.red(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); }}
调用的入口函数:
把12条路线封装到数组里,用for循环创建出代表12条路线的对象
获得LampController对象并调用其start方法
public class MainClass { public static void main(String[] args) { String [] directions = new String[]{ "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i<directions.length;i++){ new Road(directions[i]);//创建12条线路}new LampController();//交通灯控制器 }}
总结:
1. 结合现实场景进行问题分析!!
2. 画图比空想更容易理清思路!!
3. 对问题进行简化,由浅入深分析问题!!
4. 面向对象的设计经验:谁拥有数据,谁就对外提供操作这些数据的方法。
5. 1.5新加入的创建线程方法总结:
java.util.concurrent.Executors
此类没有构造器,全部都是静态方法,用于创建Callable、ThreadFactory、 ExecutorService、ScheduledExecutorService对象。
ExecutorService newSingleThreadExecutor() ---返回一个单线程池
ExecutorService newFixedThreadPool(intnThreads) --返回一个线程池
ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() --- 返回一个具有延迟、定时执行功能的单线程池
ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)--- 返回一个具有延迟、定时执行功能的线程池
java.util.concurrent.Executor接口
其中只有一个方法: void execute(Runnable command),开启线程。
ScheduledExecutorService 类:
ScheduledFuture<?>scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnitunit)
/*定义定时器以固定频率调度当前任务
* 第一个参数:要执行的任务
* 第二个参数:过多少秒以后第一次去执行当前任务
* 第三个参数:过多少秒后继续接着干当前任务
* 第四个参数:调度时间度量单位
*/
----------- android培训、java培训、期待与您交流! ------------
- 黑马程序员_张孝祥_7K月薪面试题_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K月薪面试题之_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K面试题_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K面试题_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K月薪面试题交通灯管理系统
- 黑马程序员_7k面试题_交通灯管理
- 黑马程序员_张孝祥_7K月薪面试题_银行业务调度系统
- 黑马程序员-张孝祥-7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统
- 黑马程序员-7K月薪面试题破解_交通灯管理系统
- 黑马程序员-7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统
- 黑马程序员-7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统
- 黑马程序员-----张孝祥-7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统视频教程观后总结
- 黑马程序员_7K月薪面试题之_银行业务调度系统
- 黑马程序员_7K月薪面试题破解之二_银行业务调度系统
- 黑马程序员_7k面试_交通灯管理系统
- 黑马程序员_7K面试_交通灯管理系统_30
- 黑马程序员_学习记录18:7K月薪面试题破解之一_交通灯管理系统
- Win7下VS2010使用STLPort .
- [leetcode] Combination Sum
- JSP验证之JSP页面
- oracle中quote的使用
- sed 用法介绍
- 黑马程序员_张孝祥_7K月薪面试题_交通灯管理系统
- tcpdump用法及包分析示例
- error: C compiler cannot create executables的错误
- memcache状态stats说明
- POJ1088 滑雪
- PHP+TokyoTyrant及相关模块安装
- nginx+spawn-fcgi安装
- nginx.conf关健配置点
- 一条命令NAT做网关共享上网