黑马程序员_java面试题总结【1】（交通灯管理系统）

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交通灯管理系统

1、项目需求及分析：

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如：

（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 ----左转车辆等等

（2）信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

（3）应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

（4）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。

（5）注：

        1）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。

        2）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）。

        3）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。

        4）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。

 分析图：

2、代码实现：

Road类：

package com.isoftstone.interview.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;/* * 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 {private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();private String name =null;public Road(String name){this.name = name;//模拟车辆不断随机上路的过程ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable(){public void run(){for(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);}}});//每隔一秒检查对应的灯是否为绿，是则放行一辆车ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");}}}},1,1,TimeUnit.SECONDS);}}

Lamp类：

系统中有12个方向上的灯，在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象，综合这些因素，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。

每个Lamp对象中的亮黑状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象依次轮询变亮，Lamp对象中还要有一个oppositeLampName变量来表示它们相反方向的灯，再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的下一个变亮的灯。这三个变量用构造方法的形式进行赋值，因为枚举元素必须在定义之后引用，所以无法再构造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。

增加让Lamp变亮和变黑的方法：light和blackOut，对于S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象，这两个方法内部要让相反方向的灯随之变亮和变黑，blackOut方法还要让下一个灯变亮。

除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象之外，其他方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性设置为null即可，并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为null，以便防止light和blackOut进入死循环。 

package com.isoftstone.interview.traffic;  /**  */  //  S2N,S2W,E2W,E2S,N2S,N2E,W2E,W2N,S2E,E2N,N2W,W2S  public enum Lamp {      /*每个枚举元素各表示一个方向上的控制灯*/      S2N(false,"N2S","S2W"),S2W(false,"N2E","E2W"),E2W(false,"W2E","E2S"),E2S(false,"W2N","S2N"),      /*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯，它们的“反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计！*/      N2S(false,null,null),N2E(false,null,null),W2E(false,null,null),W2N(false,null,null),      /*下面元素表示四个右转弯方向的灯，因为其不受红绿灯控制，所以可以假设它们总是绿灯*/      S2E(true,null,null),E2N(true,null,null),N2W(true,null,null),W2S(true,null,null);            //当前灯的状态，是否为绿      private boolean lighted;      //当前灯变红时，下个绿的灯      private String next;      //与当前灯相反方向的同为绿的灯      private String opposite;             private Lamp(boolean lighted,String opposite,String next){          this.lighted=lighted;          this.next=next;          this.opposite=opposite;      }      public boolean isLighted(){          return lighted;      }            /**      * 某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿      */      public void light(){          this.lighted=true;          if (opposite!=null) {               Lamp.valueOf(opposite).light();          }          System.out.println(name()+"Lamp is green 下面将能看到六个方向的车辆通过。 ");      }            /**      * 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      * @return 下一个要变绿的灯      */             public Lamp blackout(){          //当前灯变红，对应方向的灯也变红          this.lighted=false;          if(opposite!=null){              Lamp.valueOf(opposite).blackout();          }          //当前灯变红的同时，将下一个灯变绿          //变将下一个变绿的灯返回          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;      }  }  

LampController类：

整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以，LampController类最好是设计成单例。

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。

package com.isoftstone.interview.traffic;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class LampController {private Lamp currentLamp;public LampController(){currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public  void run(){System.out.println("灯变了");currentLamp = currentLamp.blackOut();}},5,5,TimeUnit.SECONDS);}}

mainclass类

用for循环创建出代表12条路线的对象。
接着再获得LampController对象并调用其start方法。

package com.isoftstone.interview.traffic;    public class MainClass {        public static void main(String[] args) {          /*产生12个方向的路线*/            String[] roads={"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};            for (int i = 0; i < roads.length; i++) {              new Road(roads[i]);          }          /* 产生整个交通灯系统并运行*/             new LampController();      }  }