黑马程序员_Java学习笔记之7K面试题交通等管理系统

来源：互联网发布：淘宝给差评还能退货吗编辑：程序博客网时间：2024/05/17 05:13

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7K面试题—交通灯管理系统

交通都能管理系统项目需求

模拟十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下
1. 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

如上图所示：一共有12条线路。不过可以简化线路，首先考虑垂直的线路：只考虑从南往北的线路和从南边转弯的线路，从北向来的线路就不考虑，将其视为和从南向来的对应。然后再考虑水平的线路：从东往西的直行线路，从东面转弯的线路，西向来的线路不考虑，视为和东向的对应。这样，就将线路简化为4条了。这4条线路如下：

①垂直向上。

②垂直向左拐。

③水平从东往西。

④从东往南。

2. 信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。
3. 应考虑左转车辆受信号灯控制，右转车辆不受信号灯控制。
4. 具体信号灯控制逻辑与现实中的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，同放行等待车辆应先放行直线车辆，而后放行左转车辆。如上图所示，若南往北绿灯（线路①S2N），北往南也为绿灯。当线路①为红灯时，N2S也为红灯，此时线路2（S2W）为绿灯。若东往西为绿灯（路线③E2W），西往东也为绿灯，当这两个方向为红灯后，线路④（E2S）为绿灯。

面向对象的思想剖析

设想一下有哪些对象：红绿灯，红绿灯的控制系统，汽车，路线。汽车看到自己所在路线对应的绿灯就穿过路口吗？不是，还需要看起前面是否有车辆，看前面是否有车，该文哪个对象呢？该问路，路中存储着车辆的集合，显然路中应该有增加车辆和减少车辆的方法。再看题目，这里并不需要体现车辆移动的过程，只是捕捉出车辆穿过马路的过程，也就是捕捉路上车辆减少的过程，所以，这个车并不需要单独设计成一个对象，用一个字符串表示即可。所以，有3个对象：路、红绿灯、红绿灯控制系统。
面向对象把握的一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。

交通灯控制系统的类的实现分析
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。

编写Road类中模拟汽车上路的代码

* 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。

public class Road {

// 路上的车辆

private List<String> vehiches = new ArrayList<String>();

private String name = null;//每条路线的名称

public Road(String name) {

this.name = name;

//创建线程池

ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor();

//执行任务，即从线程池中选择一个空闲线程执行该任务

pool.execute(new Runnable() {

public void run() {

//生成1000辆车

for(int i = 1; i <= 1000; i++) {

try {

//每隔随机的1~10秒钟,new Random().nextInt(10)返回0~9之间的随机数

//也就是每隔1~10秒钟随机生成一辆车

Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);

} catch (Exception e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

//Road.this.name表示外部类Road的成员变量，

vehiches.add(Road.this.name+"_"+i);

}

});

//定时器

ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable() {

public void run() {

//如果有车辆

if(vehiches.size() > 0) {

boolean lighter = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

//假如灯是绿灯

if(lighter) {

System.out.println(vehiches.remove(0)+" is traversing !");

}

1, //经过1秒之后执行（执行邻上面的Runnable内部类里中内容）

1, //再过1秒接着执行

TimeUnit.SECONDS);//度量单位为：秒，表示上面的两个 1的单位都是秒钟

}

// 路上的车辆

private List<String> vehiches = new ArrayList<String>();

private String name = null;//每条路线的名称

public Road(String name) {

this.name = name;

//创建线程池

ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor();

//执行任务，即从线程池中选择一个空闲线程执行该任务

pool.execute(new Runnable() {

public void run() {

//生成1000辆车

for(int i = 1; i <= 1000; i++) {

try {

//每隔随机的1~10秒钟,new Random().nextInt(10)返回0~9之间的随机数

//也就是每隔1~10秒钟随机生成一辆车

Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);

} catch (Exception e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

//Road.this.name表示外部类Road的成员变量，

vehiches.add(Road.this.name+"_"+i);

}

});

//定时器

ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable() {

public void run() {

//如果有车辆

if(vehiches.size() > 0) {

boolean lighter = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

//假如灯是绿灯

if(lighter) {

System.out.println(vehiches.remove(0)+" is traversing !");

}

1, //经过1秒之后执行（执行邻上面的Runnable内部类里中内容）

1, //再过1秒接着执行

TimeUnit.SECONDS);//度量单位为：秒，表示上面的两个 1的单位都是秒钟

}

// 路上的车辆

private List<String> vehiches = new ArrayList<String>();

private String name = null;//每条路线的名称

public Road(String name) {

this.name = name;

//创建线程池

ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor();

//执行任务，即从线程池中选择一个空闲线程执行该任务
pool.execute(new Runnable() {
public void run() {
  //生成1000辆车
  for(int i = 1; i <= 1000; i++) {
  try {
//每隔随机的1~10秒钟,new Random().nextInt(10)返回0~9之间的随机数
//也就是每隔1~10秒钟随机生成一辆车
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
  //Road.this.name表示外部类Road的成员变量，
  vehiches.add(Road.this.name+"_"+i);
}
}
});

//定时器
ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
  new Runnable() {
  public void run() {
//如果有车辆
if(vehiches.size() > 0) {
boolean lighter = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
//假如灯是绿灯
if(lighter) {
System.out.println(vehiches.remove(0)+" is traversing !");
}
}
}
},
1, //经过1秒之后执行（执行邻上面的Runnable内部类里中内容）
1, //再过1秒接着执行
TimeUnit.SECONDS);//度量单位为：秒，表示上面的两个 1的单位都是秒钟

}
}

交通灯Lamp类的代码
* 每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。
* 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，
* 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：
* s2n,n2s
* s2w,n2e
* e2w,w2e
* e2s,w2n
* s2e,n2w
* e2n,w2s

* 上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，

* 所以，可以假想它们总是绿灯。

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","S2N",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),

//下面这4盏灯总是亮的

S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);

private Lamp() {

}

private Lamp(String oppsite, String next,boolean lighted) {

this.oppsite = oppsite;

this.next = next;

this.lighted = lighted;

}

private boolean lighted;//是否亮灯，绿灯表示亮灯

private String oppsite;//对应方向的灯

private String next; //下一盏灯

//灯是否亮

public boolean isLighted() {

return lighted;

}

//点亮灯它对应方向的灯也要变绿

public void light() {

this.lighted =true;

//假如存在对应方向的灯

if(oppsite !=null) {

Lamp.valueOf(oppsite).light();//对应方向的灯也亮

}

//name方法返回此枚举常量的名称

System.out.println(name()+" lamp is green,下面总共有6个方向能看到汽车穿过马路");

}

//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

public Lamp blackOut() {

this.lighted =false;

//假如存在对应方向的灯

if(oppsite !=null) {

//对应方向的灯熄灭

Lamp.valueOf(oppsite).blackOut();

}

//下一盏灯边亮

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LampController类

public class LampController {

private Lamp currentLamp;

//构造方法

public LampController() {

currentLamp = Lamp.S2N;//当前灯为由南向北方向的

currentLamp.light();

//定时器，只开启一个线程

ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);

//每隔10秒钟，让当前的灯变为红灯，并让下一个方向的灯变绿

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable() {

public void run() {

//当前的灯熄灭,并把下一盏变绿的灯复制给当前灯

currentLamp = currentLamp.blackOut();

}

10,

TimeUnit.SECONDS

);

}

下面是MainClass主函数的编写

public class MainClass {

public staticvoid main(String[] args) {

String[] directions = new String[] {

"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"

};

/*产生12个方向的路线*/

for(int i = 0; i < directions.length; i++) {

new Road(directions[i]);
}
/*产生整个交通灯系统*/

new LampController();

}

}

0 0