黑马程序员——交通灯

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这是张孝祥老师讲解的一道关于交通灯系统模拟的面试题。之前看到题目时不知所云，在连续看了几遍老师的讲解后，通过自己的一些理解模仿张老师的代码，敲出代码记录以供以后参考。

需求如下所述：

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

1.异步随机生成按照各个路线行驶的车辆。

例如：

由南向北的车辆 ---- 直行车辆

由南向东的车辆 ---- 右转车辆

由南向西的车辆 ---- 左转车辆

2.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。

3.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。

经过分析整个交通系统分为三个对象进行代码解析：路、灯、灯控制器

并且路线经过分析总共有12条，起关键作用的只有四条

其次，路和车辆的关系是：路类中包含操作车辆集合的方法

首先，代码实现路类：classRoad

package cn.traffic.interviw;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

import java.util.Random;

importjava.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import javax.jws.soap.SOAPBinding.Use;

public class Road {

       //首先需要将路进行命名，路一初始化就应该有路名

       privateString name;

       //路线初始化后随机向道路中添加车辆，所以需要一个车辆集合

        List<String>vechicles=newArrayList<String>();

       publicRoad(String name){

              this.name=name;//对路线进行初始化

              //通过创建线程池的方式随机向路线中添加车辆

              ExecutorServicepool=Executors.newSingleThreadExecutor();

              //线程执行添加车辆

              pool.execute(newRunnable(){

                     publicvoid run(){

                            for(inti=0;i<4;i++){

                                   try{

                                          Thread.sleep((newRandom().nextInt(10)+1)*1000);

                                   }catch (InterruptedException e) {

                                          //TODO Auto-generated catch block

                                          e.printStackTrace();

                                   }

                                   //System.out.println("开始在"+Road.this.name+"中添加第"+i+"辆车！！");

                                   vechicles.add(Road.this.name+"Direction<---->NO."+i+" is driving!");

                            }

                     }

              });

              //制作定时器

              ScheduledExecutorServicetimer=Executors.newScheduledThreadPool(1);

              timer.scheduleAtFixedRate(newRunnable(){

                     publicvoid run(){

                            if(vechicles.size()>0){

                                   booleanlighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

                                   if(lighted){

                                          System.out.println(vechicles.remove(0));

                                   }

                            }

                     }

              },

              1,

              1,

              TimeUnit.SECONDS);             

       }

} 

其次，代码实现灯类：enumLamp

package cn.traffic.interviw;

public enum Lamp {

    //通过分析十字路口存在12条路线供车辆使用，即对应12盏灯。。。通过枚举理出以下方向的灯

    /*

        车辆通过十字路口时主要考虑直行灯，左转灯分别有8条，并且是对立的；同时右转灯设定为常绿灯

        所以综合起来只需要考虑四盏灯，直行两盏，左转弯两盏。

        将十字路口分为SNEW四个方向，T电表To

       则有以下12个方向的灯：

       ETW,STN,STE,WTS,

       WTE,NTS,NTW,ETN,

       STW,WTN,NTE,ETS;

     */

    ETW("WTE","STN",false),STN("NTS","STE",false),STE("NTW","WTS",false),WTS("ETN","ETW",false),

       WTE(null,null,false),NTS(null,null,false),NTW(null,null,false),ETN(null,null,false),

       STW(null,null,true),WTN(null,null,true),NTE(null,null,true),ETS(null,null,true);

       private boolean lighted;

       private String opposite;

       private String next;

       //首先需要对灯进行初始化

       private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){//需要对对应的灯、下一个灯和灯的状态进行初始化

           this.opposite=opposite;

           this.next=next;

           this.lighted=lighted;

       }

       //判断灯的状态

       public boolean isLighted(){

           return lighted;

       }

       //灯变绿

       public void lightGreen(){

           lighted=true;

           if(opposite!=null){//如果有对应的灯，相应变绿

              System.out.println(name()+"::"+opposite+" directionis Green,veches are Driving!-3");

              Lamp.valueOf(opposite).lightGreen();

           }

       }

       //灯变红

       public Lamp lightRed(){

           lighted=false;

           if(opposite!=null){

              Lamp.valueOf(opposite).lightRed();

              System.out.println(name()+"::"+opposite+" directionis Red,veches are Parking!-1");

           }

           Lamp nextLamp=null;

           if(next!=null){//灯变红后相应的有下一个灯变绿

              nextLamp=Lamp.valueOf(next);

              System.out.println(next+" directionbeginto Green,veches are readyfor Driving!-2");

              nextLamp.lightGreen();

              }

           return nextLamp;//灯变红后，相应的返回下一盏灯即将变绿

       }   

} 

接着，代码实现灯控制器：class LampController

package cn.traffic.interviw;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampController {//灯的控制器，控制灯的状态

    //因为要对灯的状态进行控制，所以需要设定一盏当前灯

    private Lamp currentLamp;

    //对当前灯进行初始化，设定一开始该灯就是绿色的

    public LampController(){

       currentLamp=Lamp.ETW;

       currentLamp.lightGreen();

       //设置一个定时器，隔一段时间进行灯状态的切换

       ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1);

       timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){

           public void run() {

              //等开始变红，变红后返回下一个灯为当前灯变绿

              currentLamp=currentLamp.lightRed();

           }

       },

       4,

       6,

       TimeUnit.SECONDS);

    }

}

最后，代码实现主函数：class MainRun

package cn.traffic.interviw; 

public class MainRun {

    public static void main(String[]args){

       //首先需要创建12条路线，将路线名传入Road类中对路线进行初始化

       String[]roads=new String[]{

              "ETW","STN","STE","WTS",

              "WTE","NTS","NTW","ETN",

              "STW","WTN","NTE","ETS"

       };

       for(int i=0;i<roads.length;i++){

           new Road(roads[i]);

       }

       //创建灯控制器，控制灯的状态

       new LampController();

    }

}

通过对张老师代码的模仿，基本上掌握了交通灯系统代码的书写。同时也掌握了部分做项目的心得，但是对Java面向对象编程的概念掌握还是不是很熟练，需要进一步加强学习。。。

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