黑马程序员_7K面试题之交通灯管理系统
2014-08-02 14:10
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交通灯管理系统
题目要求
模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如:
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。
5、注:
1)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。
2)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)。
3)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。
4)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。
面向对象分析和设计:
根据面向对象编程的经验:谁拥有数据,谁就要对外提供操作数据的方法,分析得出可能出现的对象有:交通灯、交通灯控制器、汽车和路。
汽车看到灯变绿后,不能马上前进,还要确定前面没有汽车才能前进,也就是只有第一辆车才能前进。如何确定前面是否有车?应该询问路,路上储存车的集合,也有增加和减少汽车的方法。车辆不需要单独设计成对象,只要将其用字符串表示即可。
综合上面的分析,只需要3个类:交通灯(Lamp类)、控制系统(LampController类)和路(Road类)。
Road类的编写:
1)每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vehicles(交通工具)成员变量来代表方向上的车辆集合。
2)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
3)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。使用scheduleAtFixedRate方法。
代码:
对路口进行图解分析
1、这里总共有12条路线,每条路线作为一个对象存在,其中右转弯的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。
2、系统中有12个灯,每个灯都必须保证是唯一的对象,所以可以使用枚举的方法定义。
3、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。
4、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。
Lamp类的编写
代码:
LampController类的编写
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。
定义一个定时器,每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变绿。
代码:
MainClass类的编写
用for循环创建出代表12条路线的对象。
创建红绿灯控制系统对象,启动系统
代码:
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交通灯管理系统
题目要求
模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如:
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。
5、注:
1)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。
2)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)。
3)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。
4)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。
面向对象分析和设计:
根据面向对象编程的经验:谁拥有数据,谁就要对外提供操作数据的方法,分析得出可能出现的对象有:交通灯、交通灯控制器、汽车和路。
汽车看到灯变绿后,不能马上前进,还要确定前面没有汽车才能前进,也就是只有第一辆车才能前进。如何确定前面是否有车?应该询问路,路上储存车的集合,也有增加和减少汽车的方法。车辆不需要单独设计成对象,只要将其用字符串表示即可。
综合上面的分析,只需要3个类:交通灯(Lamp类)、控制系统(LampController类)和路(Road类)。
Road类的编写:
1)每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vehicles(交通工具)成员变量来代表方向上的车辆集合。
2)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
3)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。使用scheduleAtFixedRate方法。
代码:
<span style="font-size:18px;">import java.util.*; import java.util.concurrent.*; public class Road { private List<String> vechicles = new ArrayList<String>(); private String name; public Road(String name) { this.name = name; ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();<span style="white-space:pre"> </span>//使用线程池,通过产生单个线程的方法,创建一个线程池 pool.execute(new Runnable() {<span style="white-space:pre"> </span>//实现Runnable接口的run方法 @Override public void run() { for (int i = 1; i < 1000; i++) { try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);<span style="white-space:pre"> </span>//在10秒内随机产生一辆车。 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); } } }); ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);<span style="white-space:pre"> </span>//定义一个定时器 timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { if (vechicles.size() != 0) { boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); if (lighted) {<span style="white-space:pre"> </span>//如果灯绿,则通过remove删除该元素的做法表示该车已经通过 System.out.println(vechicles.remove(0) + "is traversing !"); } } } }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); } } </span>
对路口进行图解分析
1、这里总共有12条路线,每条路线作为一个对象存在,其中右转弯的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。
2、系统中有12个灯,每个灯都必须保证是唯一的对象,所以可以使用枚举的方法定义。
3、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。
4、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。
Lamp类的编写
代码:
<span style="font-size:18px;">public enum Lamp { S2N("N2S", "S2W", false), S2W("N2E", "E2W", false), E2W("W2E", "E2S", false), E2S( "E2S", "S2N", false), 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;<span style="white-space:pre"> </span>//判断灯的情况 private String opposite;<span style="white-space:pre"> </span>//相反方向的灯<span style="white-space:pre"> </span> private String next;<span style="white-space:pre"> </span>//下一个灯 private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted) { this.opposite = opposite;<span style="white-space:pre"> </span> this.next = next;<span style="white-space:pre"> </span> this.lighted = lighted; } public boolean isLighted() { return lighted; } public void light() {<span style="white-space:pre"> </span> this.lighted = true; if (opposite != null) {<span style="white-space:pre"> </span>//某个灯变绿时,它对应方向的灯也要变绿 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!"); } } public Lamp blackOut() {<span style="white-space:pre"> </span>//当前灯变红,对应方向的灯也变红 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; } } </span>
LampController类的编写
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。
定义一个定时器,每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变绿。
代码:
<span style="font-size:18px;">import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class LampController { private Lamp currentLamp; public LampController() { currentLamp = Lamp.S2N; currentLamp.light(); ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { currentLamp = currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } } </span>
MainClass类的编写
用for循环创建出代表12条路线的对象。
创建红绿灯控制系统对象,启动系统
代码:
<span style="font-size:18px;">public class MainClass { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { String[] directions = new String[] { "S2N", "S2W", "E2W", "E2S", "N2S", "N2E", "W2E", "W2N", "S2E", "E2N", "N2W", "W2S" }; for (int i = 0; i < directions.length; i++) { new Road(directions[i]); } new LampController(); } } </span>
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