黑马程序员——学习笔记21.7K面试题之交通灯管理系统

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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：

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。

思路：先画图了解现实生活中是怎样发生的。

总共有12条方向的路线：直行的4条，左转的4条，右转的4条。在现实生活中，右转不受红绿灯控制，一直保持通行，暂不考虑右转的路线。假设南北方向的先行，那么依次通行的顺序是：S2N，N2S(直行)--------->S2W，N2E(左转)------->E2W，W2E(直行)-------->E2S，W2N(左转)，以后每次循环通行，加上右转的方向，每次总有6条路线是通行的。我们只用考虑每4条路线通行的状况。每条路线的通行是通过红绿信号灯的状态切换来执行的。当某条路线可以通行时，该路线的信号灯是绿灯，这时路上的车可以前行。这里我们就考虑创建三个类来存储数据。Lamp类，来存储每条路线上的信号灯，向外提供不同路线的信号灯的切换方法；LampController类，提供每条路线信号灯状态的切换频率，Road类，存储路上的车辆，以及通过信号灯的状态来提示车辆的前行，车辆数量减少，在控制台上展示出来。

代码演示：

Lamp类：因为路线就固定为12条，所有用枚举较为方便，提高程序的健壮性。

public enum Lamp {/*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯  初始状态都红灯*/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),//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);private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.next = next;this.lighted = lighted;}/*当前灯的状态    绿灯 = true , 红灯 =  false*/private boolean lighted;/*与当前灯同时为绿灯的对应方向*/private String opposite;/*当前灯变红时下一个变绿的灯*/private String next;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下一个要变绿的灯并返回下一Lamp*/public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}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：来控制信号灯切换的频率。

public class LampController {private Lamp currentLamp;public LampController(){//刚开始让由南向北的灯变绿;currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();/*每隔15秒将当前绿灯变为红灯，并让下一个方向的灯变绿*/ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public  void run(){System.out.println("来啊");currentLamp = currentLamp.blackOut();}},15,15,TimeUnit.SECONDS);}}

Road类： 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);}}

MainClass类：创建12条线路和控制器

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]);}new LampController();}}

 

 

 

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