黑马程序员-java 7K面试题之交通灯管理系统

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交通灯管理系统

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. 异常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. 应该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。

    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再放行左转车辆。

5. 每辆车通过路口时间为1秒(可通过线程sleep的方式模拟)。

6. 随机生成车辆时间间隔，可以设定红绿灯交换时间间隔。

7. 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。

直接画图方式来展示路线情况，直观清晰：

说明：

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；

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。

面向对象的分析与设计

面向对象设计的一个重要经验是：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。几个典型案例是：

人在黑板上画圆 ---------人、黑板、圆，画这个方法属于圆

列车司机紧急刹车--------- 司机、车，刹车方法属于车

售票员统计收货小票的金额 --------- 售货员，小票，统计金额方法属于小票

人关门 --------- 人，门，关这个方法属于门

两块石头磨成一把石刀，石刀可以砍树，砍成木材，木材做成椅子 --------- 石头，石刀工厂(传入石头，返回石刀)，石刀(砍树方法，传入树，返回木材)，树，木材，椅子，椅子工厂(传入木材，返回椅子)。

球从绳子的一端移动到了另一端 --------- 球(移动)，绳子(根据一个端点获取下一个端点)

交通灯管理系统面向对象的分析与设计

1.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。

2.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个方向的灯的实例对象。 设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

编写交通灯管理系统代码

1.定义Road类

  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。

2.定义交通灯类Lamp。

每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。

有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，

程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：

s2n,n2s    

s2w,n2e

e2w,w2e

e2s,w2n

s2e,n2w

e2n,w2s

上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，所以，可以假想它们总是绿灯。

3.定义交通灯控制类LampController

4.定义主类MainClass，测试程序的运行

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