l 交通灯管理系统的项目需求
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。
l 不可以空想,画一个图有助于理解和分析问题。
l 总共有12条路线,为了统一编程模型,可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制,右转弯的4条路线的控制灯可以假设称为常绿状态,另外,其他的8条线路是两两成对的,可以归为4组,所以,程序只需考虑图中标注了数字号的4条路线的控制灯的切换顺序,这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换,不必额外考虑。
l 初步设想一下有哪些对象:红绿灯,红绿灯的控制系统,汽车,路线。汽车看到自己所在路线对应的灯绿了就穿过路口吗?不是,还需要看其前面是否有车,看前面是否有车,该问哪个对象呢?该问路,路中存储着车辆的集合,显然路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。再看题目,我们这里并不要体现车辆移动的过程,只是捕捉出车辆穿过路口的过程,也就是捕捉路上减少一辆车的过程,所以,这个车并不需要单独设计成为一个对象,用一个字符串表示就可以了。
l 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。
Ø 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。
Ø 每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
Ø 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。
l 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。
l 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。
人在黑板上画圈。对象有圆(circle),黑板(blackboar),人(Person)。方法有画。
draw(){
x,yàradius //圆心和半径是圆的数据,所以画的动作要由圆来完成。
}
列车司机紧急刹车。这个刹车的动作由车来完成,而不是司机。司机只是发信号。
你把门关上了。这个关门的动作是你不是门。它有旋转,撞到门框,弹出锁舌这一系列的动作。
“两块石头磨成一把石刀,石刀可以砍树,砍成木材,木材做成椅子”
石头被人家使用,把它变成了刀。
StoneKnife = KnifeFactory.createKnife(strone)
Stone
material = StoneKnife.cut(tree)
tree
char = ChairFactory.makeChair(material)
//刀加工场和椅子加工场是另外加的两个对象。
l 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();
//ScheduledExecutorService相当与一个线程池。
pool.execute(new Runnable(){
public void run(){
for(int i=1;i<=1000;i++){ //产生1000辆车,从1开始。
try {
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);// new Random().nextInt(10) + 1,是生成1-10的随机值
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); //在局部类中访问外部类的成员变量这样去写。
}
}
});
//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); //建一个调度池。
timer.scheduleAtFixedRate( //定义一个定时器,多少秒爆一下,再过多少秒再爆一下。schedule调度。
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 !"); //remove(),返回移除出去的对象,并将后续元素左移一位。
}
}
}
},
1,
1,
TimeUnit.SECONDS); //说明前面定义的1是ms,还是s,还是h等
}
}
java5的线程库,Executors,如果一个类是用作工具,它里面的方法,全都是静态的方法,也一般以s结尾,如Utils。按下Alt+/的时候,在Eclipse中出现智能提示的时候,如果最前面看到一个带着s的绿点,就表示这是一个静态的方法。Executors,它用的是线程池,线程池是一上来就用好多个线程。都先歇着如果要用话,就从线程池中直接拿一个空闲的线程来用。(以后如果有任务的时候,交给一组线程来运行,而不是交给单个的线程来运行,这个组的内部再选择一个线程)
l Lamp类
package com.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。
*/
public enum Lamp {
/*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯,本来在枚举的构造函数中要传入的是一个灯,但是由于要用到的灯在后面,还没有建立,不能传进去,所以改为传进去字符串,这样才不能报错*/
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!否则会陷入死循环。*/
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(); //valueOf()返回这具名字对应的枚举对象。
}
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){ //这里不能忘了,如果下一个Lamp不为null,要把这条路线上的灯打开,并传递出去。
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next);
nextLamp.light();
}
return nextLamp;
}
}
l LampController类
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(){
//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);
}
}
l MainClass类
package com.isoftstone.interview.traffic;
public class MainClass {
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" //选中代码àEditàFind/Replace…à进行替换。
};
for(int i=0;i<directions.length;i++){
new Road(directions[i]);
}
/*产生整个交通灯系统*/
new LampController();
}
}
l 要多高的工资,人家都给的起,关键看你敢要不敢要,看你会不会要。
l 你到了什么环境,你就会干什么样的事,在这个环境中做最厉害的。
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//面向对象:三个特征:封装,继承,多态。
//以后开发:其实就是找对象使用。没有对象,就创建一个对象。找对象,建立对象,使用对象。维护对象的关系。
/*
类和对象的关系。
现实生活中的对象:张三 李四。
想要描述:提取对象*性内容。对具体的抽象。
描述时:这些对象的共性有:姓名,年龄,性别,学习java功能。
映射到java中,描述就是class定义的类。
具体对象就是对应java在堆内存中用new建立实体。
类就是:对现实生活中事物的描述。
对象:就是这类事物,实实在在存在个体。
*/
//需求:描述汽车(颜色,轮胎数)。描述事物其实就是在描述事物的属性和行为。
//属性对应是类中变量,行为对应的类中的函数(方法)。
//其实定义类,就是在描述事物,就是在定义属性和行为。属性和行为共同成为类中的成员(成员变量和成员方法)。
/*
成员变量和局部变量。
作用范围:
成员变量作用于整个类中。
局部变量变量作用于函数中,或者语句中。
在内存中的位置:
成员变量:在堆内存中,因为对象的存在,才在内存中存在。
局部变量:存在栈内存中。
*/
class Car
{
//描述颜色
String color = "红色";
//描述轮胎数
int num = 4;
//运行行为。
void run()
{
System.out.println(color+".."+num);
}
}
class CarDemo
{
public static void main(String[] args)
{
//生产汽车。在java中通过new操作符来完成。
//其实就是在堆内存产生一个实体。
//Car c = new Car();//c就是一个类类型变量。记住:类类型变量指向对象。
//需求:将已有车的颜色改成蓝色。指挥该对象做使用。在java指挥方式是:对象.对象成员
//c.color = "blue";
//c.run();
//Car c1 = new Car();
//c1.run();//red 4;
// Car c = new Car();
// c.num = 5;
/*
new Car().num = 5;
new Car().color = "blue";
new Car().run();
Car c = new Car();
c.run();
c.num = 4;
new Car().run();
*/
//匿名对象使用方式一:当对对象的方法只调用一次时,可以用匿名对象来完成,这样写比较简化。
//如果对一个对象进行多个成员调用,必须给这个对象起个名字。
//匿名对象使用方式二:可以将匿名对象作为实际参数进行传递。
Car q = new Car();
show(q);
//show(new Car());
}
//需求:汽车修配厂。对汽车进行改装,将来的车够改成黑车,三个轮胎。
public static void show(Car c)
{
c.num = 3;
c.color = "black";
c.run();
}
}