黑马程序员_面试题_交通灯管理系统

今天学习了面试题的交通灯管理系统 . 有许多要学习的地方 . 首先最重要的一点是编程思想 , 思路 . 看张老师的视频总结了合理清晰的思路 , 代码自然而然的就出来了 . 其次感觉就像张老师所说的 , 当实际问题光凭想象难以完成时候最好动手辅助 , 手脑结合 . 把思路通过手写理顺 , 可以画图 , 可以写流程图等等 , 这样手脑眼三管齐下比起光动脑即效率又容易解决问题 .

首先看题目的要求 :

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。

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，可以归为 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

张老师画出了非常不错的原理分析图.

面象对象设计分析.分析总结谁是谁的对象,帮助我们分析的一句话,谁拥有数据,谁就提供获得该数据的方法.在分析那些对象是我们用到的,那些是不用的.

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，所以，系统中总共要产生 12 个交通灯。右拐弯的路线本来不受灯的控制，但是为了让程序采用统一的处理方式，故假设出有四个右拐弯的灯，只是这些灯为常亮状态，即永远不变黑。

除了右拐弯方向的其他 8 条路线的灯，它们是两两成对的，可以归为 4 组，所以，在编程处理时，只要从这 4 组中各取出一个灯，对这 4 个灯依次轮询变亮，与这 4 个灯方向对应的灯则随之一同变化，因此 Lamp 类中要有一个变量来记住自己相反方向的灯，在一个 Lamp 对象的变亮和变黑方法中，将对应方向的灯也变亮和变黑。每个灯变黑时，都伴随者下一个灯的变亮， Lamp 类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。

无论在程序的什么地方去获得某个方向的灯时，每次获得的都是同一个实例对象，所以 Lamp 类改用枚举来做显然具有很大的方便性，永远都只有代表 12 个方向的实例对象.

设计一个 LampController 类，它定时让当前的绿灯变红

Road 类的编写

每个 Road 对象都有一个 name 成员变量来代表方向，有一个 vehicles 成员变量来代表方向上的车辆集合。

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（用一个“路线名 _id ”形式的字符串进行表示）。

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。

Lamp 类的编写

系统中有 12 个方向上的灯，在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象，综合这些因素，将 Lamp 类用 java5 中的枚举形式定义更为简单。

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。这三个变量用构造方法的形式进行赋值，因为枚举元素必须在定义之后引用，所以无法再构造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。

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。

除了 S2N 、 S2W 、 E2W 、 E2N 这四个方向上的 Lamp 对象之外，其他方向上的 Lamp 对象的 nextLampName 和 oppositeLampName 属性设置为 null 即可，并且 S2N 、 S2W 、 E2W 、 E2N 这四个方向上的 Lamp 对象的 nextLampName 和 oppositeLampName 属性必须设置为 null ，以便防止 light 和 blackOut 进入死循环。