黑马程序员 Java基础 --->7K面试题之交通灯管理系统

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交通灯管理系统

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：
　　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
　　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。
　　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。
　　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，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，他们可以分为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。

Road类的编写
　　1,
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。
　　2,每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。
　　3,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。

路上的车类的定义

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!");
　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　};
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　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();
　　　　}
}

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