java面试题_交通灯管理系统

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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： 
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。

进行面向对象的分析与设计
面向对象设计把握一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。再牢牢掌握几个典型的案例就可以了：人

在黑板上画圆，列车司机紧急刹车，售货员统计收获小票的金额，你把门关上了等。

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。

代码实现：

编写Road类：

import java.util.*;import java.util.concurrent.*;public class Road {//用来存储车辆的数组private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();//道路上的车 名字private String name = null;public Road(String name){this.name = name;//Executors对象ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable(){@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubfor(int i=1; i<1000; i++){try {Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);}}});//定义一个定时器，增加道路上的车ScheduledExecutorService timmer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timmer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){@Overridepublic void run() {//检查有没有车if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight();if(lighted){System.out.println(vechicles.remove(0) + " is running !");}}}}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);}}

编写Lamp类，实现灯的操作

public enum Lamp {//使用泛型定义各种情况S2N("N2S","N2W",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),S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);//S2N,S2W,E2W,E2S,N2S,N2E,W2E,W2N,S2E,E2N,N2W,W2S//定义私有属性private String oppsite;private boolean lighted;private String next;//构造方法private Lamp (){}private Lamp(String oppsite,String next,boolean lighted){this.oppsite = oppsite;this.next = next;this.lighted = lighted;} //mehtod：判断灯是否是绿灯public boolean isLight(){return lighted;}//method：绿灯public void light(){this.lighted = true;if(oppsite!=null){Lamp.valueOf(oppsite).light();}System.out.println(name() + " lamp is green, 下面总共有六个放下过可以看到车通过");}//method：红灯public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(oppsite!=null){Lamp.valueOf(oppsite).blackOut();}Lamp nextLight = null;if(next!=null){nextLight = Lamp.valueOf(next);System.out.println("绿灯从" + name() + "...切换为 -->" + next);nextLight.light();}return nextLight;}}

编写LampController类，实现对灯的控制

LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。
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。

import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class LampController {//定义当前灯private Lamp currentLamp;//初始化参数public LampController(){currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();//method：定时器，相隔10秒执行一次ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubcurrentLamp = currentLamp.blackOut();}}, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);}}

MainClass类，

创建12个线路对象，执行LampController对象

public class MainClass {public static void main(String[] args) {//创建12条线路的对象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]);//路线} //创建交通灯系统new LampController();}}

部分运行结果

N2S lamp is green, 下面总共有六个放下过可以看到车通过S2N lamp is green, 下面总共有六个放下过可以看到车通过N2S_1 is running !N2S_2 is running !S2E_1 is running !S2N_1 is running !W2S_1 is running !E2N_1 is running !W2S_2 is running !S2E_2 is running !N2S_3 is running !N2W_1 is running !绿灯从S2N...切换为 -->N2WN2W lamp is green, 下面总共有六个放下过可以看到车通过N2W_2 is running !W2S_3 is running !S2E_3 is running !

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