经典面试项目--交通灯管理系统(一)

2014-11-24 09:14:43 · 作者: · 浏览: 0
项目由来:
该项目原本是软通动力的一道面试题,交由面试者带回去自行完成,审核通过后即通过面试,当然现在不可能再作为面试题了。不过这个项目还是非常有实践意义的,在网络上传播广泛,从中我们可以学习面向对象的程序设计精髓,对于掌握Java SE基础的初学者而言意义更甚。好了,下面就具体看一看这个项目。
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。
思路分析与程序设计
从项目需求中可以发现主要有交通灯、各个路线的行驶车辆两大类。
路线分析以及时间设定:结合现实情况分析可知一个方向向其他三个方法各有一条路线,既然是十字路口那么线路总共是3x4=12条。
红绿灯规则:右转信号灯常绿,每辆车通过路口的时间为1秒钟,并且后面有紧随其后开来的车,这里我们设定随机生成一个车辆的时间为2-10秒钟,设定每个路口直行绿灯亮20秒,左转绿灯亮15秒,于是可以得到直行红灯时间为50秒,左转红灯时间为55秒。示意图如下:
比如从南向北以及对向直行绿灯时间到了转为红灯,那么同一时间从南向西以及对向左转红灯时间到转为绿灯,绿灯时间到转为红灯之后,在同一个时间从西向东以及对向直行红灯时间到转为绿灯,绿灯时间到转为红灯…如此往复循环。所以红绿灯需要一个控制器来控制,我们在 编程时就单独用一个类来实现这个控制器。由于一个线路上的灯与其对向线路的灯规则完全一致,并且右转绿灯常亮。根据这一现象,我们只需要控制四个方向的灯即可。
综合上面的分析,我们可以大致明白要实现哪些类了,分别为:
1,Road类,代表行驶路线的类,由于这里每条线路都会随机生成一些车辆,所以我们就不需要单独列出一个表示车辆的类了,直接作为路线类的成员变量即可。
2,Lamp类,表示每条线路上的红绿灯的类,由于这里只有固定的12条线路,不能再单独列出一个线路,所以使用枚举定义该类最为合适。
3,LampController类,控制Lamp对象。
4,一个运行程序的主类。
下面就对各个类进行具体分析需要实现哪些功能吧。
Road类,
1, 每条线路要有表示自己的名称的属性,自然选择String。
2, 每条线程需要一个可以添加、删除(分别对应车辆开到路口、通过路口之后开走)的表表示该线路上的车辆,自然选择ArrayList。
3, 每隔2-10秒钟开来一辆车,需要一个单独的线程通过定时器实现。开来一辆车则装入ArrayList列表中,开走一辆车则从列表中删除。车辆使用线路名_ID标识。
4, 检查对应灯的状态,若为绿灯则每一秒钟开走一辆车,从ArrayList列表中删除,同样需要建立一个单独的线程。
[java]
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 {
// 表示车辆的集合
private List vechicles = new ArrayList();
// 路线名
private String name =null;
public Road(String name){
this.name = name;
//在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。
//创建线程池,使用单个worker线程的Executor,以无界队列方式来运行该线程。
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
//新建一个Runnable的实现类的对象,在未来某个时间执行给定的命令。
pool.execute(new Runnable() {
public void run(){
int id = 1;
while(true) {
//每隔2-10秒钟驶来一辆车,利用线程休眠实现,新来的车添加进集合末尾,表示后来
try {
Thread.sleep((new Random().nextInt(9) + 2) * 1000);
} catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
vechicles.add(Road.this.name + "_" + id++);
}
}
});
//每隔一秒钟检查路上的灯是否为绿灯,若是,则通过一辆最前面的车,将车从集合中删除
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
if(vechicles.size()>0){