黑马程序员_7k面试题—交通灯

一、系统需求：

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。

二、分析

我们生活中的十字路口可以看做是八个灯控制的。而右转弯的四个灯是不考虑的。不过在我们编程中可以把这四个灯设成常亮的四个灯。在八个灯中都是两两成对的。所以我们可以每组中取出一个一个灯来处理，而相反方向的灯随之变化。如图所示：

首先，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。（十秒转换灯的颜色）

其次，12条线路我们可以没条线路都设置一个交通灯控制，右拐弯的四条线路我们也给它弄一个交通灯，不过灯的颜色都是亮着的。

在一个灯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。

三、每个类的编写

首先我们要编写一个控制路线的类即Road类。有一个cars成员变量来代表方向上的车辆集合。name成员变量表示方向名。利用Executors类创建一个使用单个 worker 线程的 pool；可以把路线看做是一个集合，每隔（0—10秒内）随机的往里面添加车辆。

然后设置一个控制器，当对应路线的灯是亮着的话就把该路线的第一辆车从集合中Remove掉。时间间隔为每秒检查一次灯是否是亮着的。

Road类

　　代码如下：import java.util.Random;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.*;public class Road{List<String> cars=new ArrayList<String>();private String name;Road(String name){this.name=name;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)*1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}cars.add(Road.this.name+"--"+i);}}});ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(cars.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){System.out.println(cars.remove(0) + " is traversing !");}}}},1,1,TimeUnit.SECONDS);}　　}

Lamp类：

根据需求分析我们知道12条路线代表有12个灯，每个灯都表示是一个对象，这我们可以用枚举的方法来编写更加简易。

当灯变成不亮的时候，对应的灯也要变成不亮，且下个灯和下个灯的对应灯要变成亮着的。所以我们需要对应灯和下个灯的变量（oppvite，next），用lighted表示灯的状态。

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。

package TraficTest;public enum Lamp {//我们需要控制的四个灯S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),//这是与上面对应的灯，忽略它的对应灯和下一个灯N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),//四个右转弯的灯，现实中是不存在的，我们这边把它设置为常亮S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);private Lamp(){}private String oppvite;private String next;private boolean lighted;public  boolean isLighted(){return lighted;}private  Lamp(String oppvite,String next,boolean lighted){this.oppvite=oppvite;this.next=next;this.lighted=lighted;}public void light(){this.lighted=true;if(oppvite!=null)//如果有对应灯的话就把对应灯也点亮{Lamp.valueOf(oppvite).light();}System.out.println(name()+"is green");}//当灯变为红灯的时候要把对应的灯也变成红灯并且把下一个灯变成绿灯public Lamp blackOut(){this.lighted=false;if(oppvite!=null){Lamp.valueOf(oppvite).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;}　　}

LampCotrol类

还要再编写一个控制灯的类，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。设置S2N方向的灯为当前的灯。设置一个定时器，每隔10秒就转换灯的颜色。

public class LampCotrol{private Lamp currentLamp;LampCotrol(){currentLamp=Lamp.S2N;currentLamp.light();ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){currentLamp=currentLamp.blackOut();}},10,10,TimeUnit.SECONDS);}}

最后是主函数：

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

public class MainClass {public static void main(String[] args){String[] loadName=new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i<loadName.length;i++){new Road(loadName[i]);//产生12条路线}new LampCotrol();}}

测试结果：

总结:

刚开始学习这个视频的时候感觉好多不懂。不懂线程池的应用，不懂怎么设定的控制器。而且没有一个很清新的设计思路。后面去查了Executors类的应用，懂了一些后。再重新的观看了一遍 的视频后开始有点明白张孝祥老师的思路。不过自己去动手设计的时候脑袋里还是不能很流畅的弄好整个流程。有点郁闷的说。