黑马程序员——7k面试题---交通灯

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交通灯管理系统

一、功能需求如下：

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

       。。。

 

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。

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。

 

5、       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）。

 

6、       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。

二、各个类的编写思路：

Road类的编写

l 每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个

l vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。

l 在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机的时间向vehicles集合中增加一辆车（用一个“路线名_id”形式的字符串进行表示）。

在Road对象的构造方法中启动一个定时器，每隔一秒检查该方向上的灯是否为绿，是则打印车辆集合和将集合中的第一辆车移除掉

Lamp类的编写

l 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。

l 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。

l 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。

l 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。

LampController类的编写

l 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。

l LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。

l 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。

MainClass类的编写

l 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

三、系统源代码

packagecom.isoftstone.interview.traffic;

 

/**

 * 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。

 * @author 张孝祥 www.it315.org

 *

 */

/**/

 

publicenum 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),

    /*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,Stringnext,boolean lighted){

            this.opposite = opposite;

            this.next = next;

            this.lighted = lighted;

    }

 

 

    /*当前灯是否为绿*/

    private boolean lighted;

    /*与当前灯同时为绿的对应方向*/

    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

     *@return 下一个要变绿的灯

     */    

    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;

    }

}

 

packagecom.isoftstone.interview.traffic;

 

importjava.util.concurrent.Executors;

importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

importjava.util.concurrent.TimeUnit;

 

publicclass 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10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();

                            }

                            },

                            10,

                            10,

                            TimeUnit.SECONDS);

    }

}

 

packagecom.isoftstone.interview.traffic;

 

publicclass MainClass {

 

    /**

     *@param args

     */

    public static void main(String[] args) {

           

            /*产生12个方向的路线*/         

            String [] directions = new String[]{

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

            };

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

                    new Road(directions[i]);

            }

           

            /*产生整个交通灯系统*/           

            new LampController();

    }

 

}

 

 

 

packagecom.isoftstone.interview.traffic;

 

importjava.util.ArrayList;

importjava.util.List;

importjava.util.Random;

importjava.util.concurrent.ExecutorService;

importjava.util.concurrent.Executors;

importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

importjava.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。

 * @author 张孝祥 www.it315.org

 *

 */

publicclass Road {

    private List<String> vechicles = newArrayList<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((newRandom().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 voidrun(){

                                            if(vechicles.size()>0){

                                                    booleanlighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

                                                    if(lighted){

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

                                                    }

                                            }

                                           

                                    }

                            },

                           

                        

                            TimeUnit.SECONDS);

           

    }

}

 

 

四、运行结果：