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黑馬程式設計師_7k面試題(交通燈管理系統)學習筆記

總共有12條路線,為了統一程式設計模型,可以假設每條路線都有一個紅綠燈對其進行控制,右轉彎的4條路線的控制燈可以假設稱為常綠狀態,另外,其他的8條線路是兩兩成對的,可以歸為4組,所以,程式只需考慮圖中標註了數字號的4條路線的控制燈的切換順序,這4條路線相反方向的路線的控制燈跟隨這4條路線切換,不必額外考慮。 

我們初步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燈綠了就穿過路口嗎?不是,還需要看其前面是否有車,看前面是否有車,該問哪個物件呢?該問路,路中儲存著車輛的集合,顯然路上就應該有增加車輛和減少車輛的方法了。再看題目,我們這裡並不要體現車輛移動的過程,只是捕捉出車輛穿過路口的過程,也就是捕捉路上減少一輛車的過程,所以,這個車並不需要單獨設計成為一個物件,用一個字串表示就可以了。

面向物件設計把握一個重要的經驗:誰擁有資料,誰就對外提供操作這些資料的方法。再牢牢掌握幾個典型的案例就可以了:人在黑板上畫圓,列車司機緊急剎車,售貨員統計收穫小票的金額,你把門關上了等。

 1,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。
2,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。

 Road類

package mine.test.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;

public class Road {
	private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
	private String name;

	public Road(String name) {
		this.name = name;
		//模擬十字路口汽車不斷上路的過程,通過不斷往集合中新增資料
		ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
		pool.execute(new Runnable() {
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 1000; i++) {
					try {
						Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
				}
			}
		});
		//定時器,每隔一秒看下燈的狀態,如果燈變綠了,就放行車輛,(從集合中刪除物件)
		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(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 ......");
				}
			}
		}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
	}
}

Lamp類
package mine.test.traffic;

public enum Lamp {
	/*把12條路線上的燈用路線名命名,分成3組,第二組的燈跟隨第一組的變化,每三組的燈都是右轉燈不用管.
	定義opposite來控制第二組的燈狀態,next用切換燈,*/
	
	S2N("N2S", "S2W", false), S2W("N2E", "E2W", false), E2W("W2E", "E2S", false), E2S("W2N", "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;
	private String opposite;
	private String next;

	private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted) {
		this.opposite = opposite;
		this.next = next;
		this.lighted = lighted;
	}
	//讓Road物件可以獲取到燈的狀態
	public boolean isLighted() {
		return lighted;
	}
	
	//在一個燈變綠時,對應的燈也變綠
	public void light() {
		this.lighted = true;
		if (opposite != null)
			Lamp.valueOf(opposite).light();
		System.out.println(name()+" lamp is green,下面會有6個方向的汽車通過路口");
	}
	//在變紅時,對應的燈也變紅,然後下一個燈變綠,下一個對應的燈也變綠
	public Lamp blackOut() {
		this.lighted = false;
		if (opposite != null)
			Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
		Lamp nextLamp = null;
		if (next != null) {
			nextLamp = Lamp.valueOf(next);
			System.out.println("綠燈從"+name()+"------------>轉換為"+next);
			nextLamp.light();
		}
		return nextLamp;
	}
}

LampCotroller類
package mine.test.traffic;

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

public class LampCotroller {
	//控制器的作用就是,初始化時一個燈變綠,在一段時間後,變紅,呼叫Lamp的backOut
	private Lamp currentLamp;

	public LampCotroller() {
		currentLamp=Lamp.S2N;
		currentLamp.light();
		ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
			public void run(){
				currentLamp=currentLamp.blackOut();
			}
		}, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);
	}
}

測試
package mine.test.traffic;

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 LampCotroller();
	}

}

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