黑马程序员——7K面试题思路分析

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第十九章：7K面试题思路分析

本章概述：

第一部分：交通灯管理系统

第二部分：银行业务调度系统

第一部分：交通灯管理系统

需求：

交通灯管理系统的项目需求

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

。。。

 信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

 应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

 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。

 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）。

 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。

 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。

面向对象的分析与设计

1、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。

2、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。

3、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。

4、设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

画图分析法：

类的设计思路：

Road类

每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。

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

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。

1、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。 

2、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。

3、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

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。

MainClass类

1、用for循环创建出代表12条路线的对象。

2、接着再获得LampController对象并调用其start方法。

第二部分：银行业务调度系统

需求：

模拟实现银行业务调度系统逻辑，具体需求如下：

银行内有6个业务窗口，1 - 4号窗口为普通窗口，5号窗口为快速窗口，6号窗口为VIP窗口。

有三种对应类型的客户：VIP客户，普通客户，快速客户（办理如交水电费、电话费之类业务的客户）。

异步随机生成各种类型的客户，生成各类型用户的概率比例为：

VIP客户 ：普通客户 ：快速客户  =  1 ：6 ：3。

客户办理业务所需时间有最大值和最小值，在该范围内随机设定每个VIP客户以及普通客户办理业务所需的时间，快速客户办理业务所需时间为最小值（提示：办理业务的过程可通过线程Sleep的方式模拟）。

各类型客户在其对应窗口按顺序依次办理业务。 

当VIP（6号）窗口和快速业务（5号）窗口没有客户等待办理业务的时候，这两个窗口可以处理普通客户的业务，而一旦有对应的客户等待办理业务的时候，则优先处理对应客户的业务。

随机生成客户时间间隔以及业务办理时间最大值和最小值自定，可以设置。

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。

面向对象的分析与设计

1、面向对象设计把握一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。再牢牢掌握几个典型的案例就可以了：人在黑板上画圆，列车司机紧急刹车，售货员统计收获小票的金额，你把门关上了等。

2、由于有三类客户，每类客户的号码编排都是完全独立的，所以，我想到本系统一共要产生三个号码管理器对象，各自管理一类用户的排队号码。这三个号码管理器对象统一由一个号码机器进行管理，这个号码机器在整个系统中始终只能有一个，所以，它要被设计成单例。

      
首先创建一个号码机器，获取号码。
NumberMachine类

定义三个成员变量分别指向三个NumberManager对象，分别表示普通、快速和VIP客户的号码管理器，定义三个对应的方法来返回这三个NumberManager对象。

分别为

getCommonManager（）；普通客户

getExpressManager（）； 快速客户

getVipManager（）；VIP客户

因为号码机器在系统中始终只能有一个，所以将NumberMachine类设计成单例。

getinstance();

NumberManager类 ：号码管理器。。

号码管理主要是产生号码 和获取号码，两个功能 

generateNewNumber（）产生号码

fetchNumber()获取号码

服务窗口类（ServiceWindow）：对产生的号码进行进行叫号

内部启动一个线程，根据服务窗口的类别分别循环调用三个不同的方法。 

定义三个方法分别对三种客户进行服务，详细打印出其中的信息以观察运行效果。

CustomerType枚举类:作用是定义存储客户的类型

系统中有三种类型的客户，定义一个枚举类，定义的三个成员分别表示三种类型的客户。

重写toString方法反馈详细信息。

设计类图体现类间关系：

类的设计：

NumberManager类

1、定义一个用于存储上一个客户号码的成员变量和用于存储所有等待服务的客户号码的队列集合。

2、定义一个产生新号码的方法和获取马上要为之服务的号码的方法，这两个方法被不同的线程操作了相同的数据，所以，要进行同步。

NUmbermachine类

1、定义三个成员变量分别指向三个NumberManager对象，分别表示普通、快速和VIP客户的号码管理器，定义三个对应的方法来返回这三个NumberManager对象。

2、将NumberMachine类设计成单例。

CustomerType枚举类

1、系统中有三种类型的客户，所以用定义一个枚举类，其中定义三个成员分别表示三种类型的客户。

2、重写toString方法，返回类型的中文名称。这是在后面编码时重构出来的，刚开始不用考虑。

ServiceWindow类

1、定义一个start方法，内部启动一个线程，根据服务窗口的类别分别循环调用三个不同的方法。 

2、定义三个方法分别对三种客户进行服务，为了观察运行效果，应详细打印出其中的细节信息。

Constants类

定义三个常量：MAX_SERVICE_TIME、MIN_SERVICE_TIME、COMMON_CUSTOMER_INTERVAL_TIME

MainClass类

1、用for循环创建出4个普通窗口，再创建出1个快速窗口和一个VIP窗口。

2、接着再创建三个定时器，分别定时去创建新的普通客户号码、新的快速客户号码、新的VIP客户号码。

本章总结：

这是一章由java基础知识向程序设计思想和项目实践转折的一章，即使我觉得自己基础知识已经算是比较扎实的了，开始学习这两道题的课程时还是觉得云里雾里的，经过反复的观看视频，感觉思维上能跟上了就开始把代码敲出来，慢慢的把内容吃透，原来觉得时间紧迫想略过这些考试中不要求的课程，但经过认真衡量还是觉得不能为了考试而考试，学习知识不能太过投机取巧，于是决定跳票一期认真把这些知识学一遍以及巩固强化基础知识，现在看来这确实是一个比较正确的决定，学习这些后感觉对编程的理解和思路清晰了不少，这里将老师讲解的思路贴上以便学习，篇幅关系就不贴代码了。

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