黑馬程式設計師_Java學習筆記之7K面試題交通等管理系統

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7K面試題—交通燈管理系統
交通都能管理系統專案需求

模擬十字路口的交通燈管理系統邏輯，具體需求如下
1. 非同步隨機生成按照各個路線行駛的車輛，例如：
由南向而來去往北向的車輛------直行車輛
由西向而來去往南向的車輛------右轉車輛
由東向而來去往南向的車輛------左轉車輛

如上圖所示：一共有12條線路。不過可以簡化線路，首先考慮垂直的線路：只考慮從南往北的線路和從南邊轉彎的線路，從北向來的線路就不考慮，將其視為和從南向來的對應。然後再考慮水平的線路：從東往西的直行線路，從東面轉彎的線路，西向來的線路不考慮，視為和東向的對應。這樣，就將線路簡化為4條了。這4條線路如下：

①垂直向上。
②垂直向左拐。
③水平從東往西。
④從東往南。

2. 訊號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。
3. 應考慮左轉車輛受訊號燈控制，右轉車輛不受訊號燈控制。
4. 具體訊號燈控制邏輯與現實中的普通交通燈控制邏輯相同，不考慮特殊情況下的控制邏輯。注：南北向車輛與東西向車輛交替放行，同放行等待車輛應先放行直線車輛，而後放行左轉車輛。如上圖所示，若南往北綠燈（線路①S2N），北往南也為綠燈。當線路①為紅燈時，N2S也為紅燈，此時線路2（S2W）為綠燈。若東往西為綠燈（路線③E2W），西往東也為綠燈，當這兩個方向為紅燈後，線路④（E2S）為綠燈。

面向物件的思想剖析

設想一下有哪些物件：紅綠燈，紅綠燈的控制系統，汽車，路線。汽車看到自己所在路線對應的綠燈就穿過路口嗎？不是，還需要看起前面是否有車輛，看前面是否有車，該文哪個物件呢？該問路，路中儲存著車輛的集合，顯然路中應該有增加車輛和減少車輛的方法。再看題目，這裡並不需要體現車輛移動的過程，只是捕捉出車輛穿過馬路的過程，也就是捕捉路上車輛減少的過程，所以，這個車並不需要單獨設計成一個物件，用一個字串表示即可。所以，有3個物件：路、紅綠燈、紅綠燈控制系統。
面向物件把握的一個重要的經驗：誰擁有資料，誰就對外提供操作這些資料的方法。
交通燈控制系統的類的實現分析
每條路線上都會出現多輛車，路線上要隨機增加新的車，在燈綠期間還要每秒鐘減少一輛車。

設計一個Road類來表示路線，每個Road物件代表一條路線，總共有12條路線，即系統中總共要產生12個Road例項物件。
每條路線上隨機增加新的車輛，增加到一個集合中儲存。
每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線儲存車的集合中的第一輛車移除，即表示車穿過了路口。
每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，一個燈由綠變紅時，應該將下一個方向的燈變綠。
設計一個Lamp類來表示一個交通燈，每個交通燈都維護一個狀態：亮（綠）或不亮（紅），每個交通燈要有變亮和變黑的方法，並且能返回自己的亮黑狀態。
總共有12條路線，所以，系統中總共要產生12個交通燈。右拐彎的路線本來不受燈的控制，但是為了讓程式採用統一的處理方式，故假設出有四個右拐彎的燈，只是這些燈為常亮狀態，即永遠不變黑。
除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，它們是兩兩成對的，可以歸為4組，所以，在程式設計處理時，只要從這4組中各取出一個燈，對這4個燈依次輪詢變亮，與這4個燈方向對應的燈則隨之一同變化，因此Lamp類中要有一個變數來記住自己相反方向的燈，在一個Lamp物件的變亮和變黑方法中，將對應方向的燈也變亮和變黑。每個燈變黑時，都伴隨者下一個燈的變亮，Lamp類中還用一個變數來記住自己的下一個燈。
無論在程式的什麼地方去獲得某個方向的燈時，每次獲得的都是同一個例項物件，所以Lamp類改用列舉來做顯然具有很大的方便性，永遠都只有代表12個方向的燈的例項物件。
設計一個LampController類，它定時讓當前的綠燈變紅。

編寫Road類中模擬汽車上路的程式碼
* 每個Road物件代表一條路線，總共有12條路線，即系統中總共要產生12個Road例項物件。
* 每條路線上隨機增加新的車輛，增加到一個集合中儲存。

* 每條路線每隔一秒都會檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線儲存車的集合中的第一輛車移除，即表示車穿過了路口。

public class Road {
// 路上的車輛
private List<String> vehiches = new ArrayList<String>();
private String name = null;//每條路線的名稱

public Road(String name) {
this.name = name;
//建立執行緒池
ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor();
//執行任務，即從執行緒池中選擇一個空閒執行緒執行該任務
pool.execute(new Runnable() {
publicvoid run() {
//生成1000輛車
for(int i = 1; i <= 1000; i++) {
try {
//每隔隨機的1~10秒鐘,new Random().nextInt(10)返回0~9之間的隨機數
//也就是每隔1~10秒鐘隨機生成一輛車
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
//Road.this.name表示外部類Road的成員變數，
vehiches.add(Road.this.name+"_"+i);
}
}
});

//定時器
ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable() {
publicvoid run() {
//如果有車輛
if(vehiches.size() > 0) {
boolean lighter = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
//假如燈是綠燈
if(lighter) {
System.out.println(vehiches.remove(0)+" is traversing !");
}
}
}
},
1, //經過1秒之後執行（執行鄰上面的Runnable內部類裡中內容）
1, //再過1秒接著執行
TimeUnit.SECONDS);//度量單位為：秒，表示上面的兩個 1的單位都是秒鐘

}
// 路上的車輛
private List<String> vehiches = new ArrayList<String>();
private String name = null;//每條路線的名稱

public Road(String name) {
this.name = name;
//建立執行緒池
ExecutorService pool =Executors.newSingleThreadExecutor();
//執行任務，即從執行緒池中選擇一個空閒執行緒執行該任務
pool.execute(new Runnable() {
publicvoid run() {
//生成1000輛車
for(int i = 1; i <= 1000; i++) {
try {
//每隔隨機的1~10秒鐘,new Random().nextInt(10)返回0~9之間的隨機數
//也就是每隔1~10秒鐘隨機生成一輛車
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
//Road.this.name表示外部類Road的成員變數，
vehiches.add(Road.this.name+"_"+i);
}
}
});

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