黑马程序员---7k面试题(一)---------------交通灯管理系统

时间:2023-02-18 09:38:38

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如下:

  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。

  需求分析线路图:

      黑马程序员---7k面试题(一)---------------交通灯管理系统

  具体分析:

      我们按照实际情况一起来分析,路上的每个方向无疑就是向前直行和,左右转弯,需求可以允许我们不考虑右转,这里可以假设右转灯常绿,不受限制。因此,每个方向上有三条路线,四个方向共12条路线,由此推断同时有12个交通灯,是固定值,想到了用枚举的特性,但是,路面交通都是对开的,因此交通灯的设计可以分组开设计,分为四个组S2N、S2W、E2W、E2S。其他的方向如下:N2S、W2S、W2E、S2E、S2E、E2N、N2W、W2S。每条路线上会随机增加新的车辆,我们先要搞清楚车辆这个数据是谁提供的,因为数据在谁身上,就应该由谁提供相应数据的处理方法,我们想到,汽车的增加是属于路的方法,路就是一个集合,汽车的增加和减少都是对集合的操作。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。当一个灯由绿变红时,应该将下一个方向的灯变绿;那么等是怎么变红变绿的呢?分析之后:它不属于汽车,不属于路,也不属于红绿灯,因此我们自己创建一个类出来,这就是交通灯控制系统。它的方法就是可以实现交通灯的切换,并且具有定时器功能,因为每隔一段时间就会对交通灯做相对固定的变化。汽车是随机生成的,这里不当做对象来表示,因此就不做这个类了。
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;
/* S2N("N2S","S2W",true),S2W,E2W,E2S,
 N2S,N2E,W2E,W2N,
 S2E,E2N,N2W,W2S;*/

public class Road {
    private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();    //创建一个集合
      private String name=null;       //每条路都有一个名字也方便给汽车编号。
      public Road(String name)
      {
        this.name=name;
        ExecutorService  pool = Executors.newSingleThreadExecutor();//java5的并法库线程池
        pool.execute(new Runnable() {
   
          @Override
          public void run() {
            for(int x=0;x<1000;x++)
            {
              try {
                  Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);  //随机生成一辆车
              } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              vechicles.add(Road.this.name+"_"+x);   //访问外部类的成员变量要加外部类名+this
            }
    
          }
        });
        ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);//一个定时器,我们希望
        timer.scheduleAtFixedRate(
          new Runnable(){
            public void run()
            {
              if(vechicles.size()>0)
              {
                boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
                //boolean lighted=true;
                if(lighted)
                System.out.println(vechicles.remove(0)+"  is traversing!");
              }
            }
          },
          1,
          1,
          TimeUnit.SECONDS);
    }
}

 交通灯类:因为路和灯是对应,路有12条,那灯就是12个,这个固定的值设置成枚举类更好一点,

public enum Lamp {
    S2N("N2S","S2W",true),S2W("N2E","E2W",true),E2W("W2E","E2S",true),E2S("W2N","S2N",true),
    N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),
    S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);
    private boolean lighted;  
    private String opposite;
    private String next;
    private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted)   //三个参数对面灯、下一个灯、是否亮?
    {
      this.opposite=opposite;
      this.next=next;
      this.lighted=lighted;
    }
    public boolean isLighted()
    {
      return lighted;
    }
    public void light()    //等亮(绿)
    {
      this.lighted=true;
      if(opposite!=null)    //不能让他死循环
      Lamp.valueOf(opposite).light();//对面的等也亮,原来是opposite.light();时opposite是Lamp,现在是String
      System.out.println(name()+"  lamp is green,共有六个方向的灯穿过!");//调试语句
    }
    public Lamp blackOut()   //等黑(红灯)
    {
      this.lighted=false;
      if(opposite!=null)    //不能让他死循环
        Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
      Lamp nextLamp = null;
      if(next!=null)    //不能让他死循环
      { 
        nextLamp = Lamp.valueOf(next);
        System.out.println("绿灯从"+name()+">>>>>>切换为"+next);//调试语句
        nextLamp.light();
      }
      return nextLamp;
    }
}

控制装置:控制装置它的作用就是控制灯和等的状态,所以初始化的时候就有一个当前灯currentLamp;并且设置灯的状态为亮。然后做一个定时器每隔10秒钟就可以切换一次。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampContrler {
    private Lamp currentLamp;   //当前的灯
    public LampContrler()
    {
      currentLamp=Lamp.S2N;
      currentLamp.light();  //当前灯绿
      ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);       定时器
      timer.scheduleAtFixedRate(
        new Runnable()
          @Override
          public void run() {
          // TODO Auto-generated method stub
            currentLamp=currentLamp.blackOut();
          }
        } ,
        10,
        10,
        TimeUnit.SECONDS);
  
    }
}

 

//测试类:需要把路修起来,然后安装一个控制器,通过循环自动生成所有路线

public class MainClass {     
    public static void main(String[] args) {
      String[] derections=new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};
      for(int x=0;x<derections.length;x++)
      {
        new Road(derections[x]);
      }
      new LampContrler();
    }
}