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黑馬程序員-7K面試題
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昨天熬到很晚終于把兩個(gè)面試題給搞定了，代碼是一步一步跟著敲得，大概知道怎么回事了，再看兩遍應(yīng)該會(huì)更透徹一些，這兩個(gè)視頻中，我認(rèn)為重要的是面向?qū)ο缶幊痰乃枷耄a知識(shí)跟著思想一步一步敲出來(lái)的，思路清晰了，代碼自然就不是問(wèn)題了。張老師反復(fù)的一句話很重要：誰(shuí)擁有數(shù)據(jù)，誰(shuí)就對(duì)外提供操作這些數(shù)據(jù)的方法。(一定要牢記)剛開(kāi)始理解的不太深刻，但越來(lái)越發(fā)現(xiàn)這句話的重要性。我一定要趕上17期的末班車!!
交通燈管理系統(tǒng)
一.需求：
模擬實(shí)現(xiàn)十字路口的交通燈管理系統(tǒng)邏輯，具體需求如下：
1、異步隨機(jī)生成按照各個(gè)路線行駛的車輛。
例如：
由南向而來(lái)去往北向的車輛 ---- 直行車輛
由西向而來(lái)去往南向的車輛 ---- 右轉(zhuǎn)車輛
由東向而來(lái)去往南向的車輛 ---- 左轉(zhuǎn)車輛
。。。
2、信號(hào)燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。
3、應(yīng)考慮左轉(zhuǎn)車輛控制信號(hào)燈，右轉(zhuǎn)車輛不受信號(hào)燈控制。
4、具體信號(hào)燈控制邏輯與現(xiàn)實(shí)生活中普通交通燈控制邏輯相同，不考慮特殊情況下的控制邏輯。
注：南北向車輛與東西向車輛交替放行，同方向等待車輛應(yīng)先放行直行車輛而后放行左轉(zhuǎn)車輛。
5、每輛車通過(guò)路口時(shí)間為1秒(提示：可通過(guò)線程Sleep的方式模擬)。
6、隨機(jī)生成車輛時(shí)間間隔以及紅綠燈交換時(shí)間間隔自定，可以設(shè)置。
7、不要求實(shí)現(xiàn)GUI，只考慮系統(tǒng)邏輯實(shí)現(xiàn)，可通過(guò)Log方式展現(xiàn)程序運(yùn)行結(jié)果。
二.畫(huà)圖非常有助于理解和分析問(wèn)題。圖如下：
總共有12條路線，為了統(tǒng)一編程模型，可以假設(shè)每條路線都有一個(gè)紅綠燈對(duì)其進(jìn)行控制，
右轉(zhuǎn)彎的4條路線的控制燈可以假設(shè)稱為常綠狀態(tài)，另外，其他的8條線路是兩兩成對(duì)的，可以歸為4組，
所以，程序只需考慮圖中標(biāo)注了數(shù)字號(hào)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。
三.面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)
1、每條路線上都會(huì)出現(xiàn)多輛車，路線上要隨機(jī)增加新的車，在燈綠期間還要每秒鐘減少一輛車。
(1)、設(shè)計(jì)一個(gè)Road類來(lái)表示路線，每個(gè)Road對(duì)象代表一條路線，總共有12條路線，即系統(tǒng)中總共要產(chǎn)生12個(gè)Road實(shí)例對(duì)象。
(2)、每條路線上隨機(jī)增加新的車輛，增加到一個(gè)集合中保存。
(3)、每條路線每隔一秒都會(huì)檢查控制本路線的燈是否為綠，是則將本路線保存車的集合中的第一輛車移除，即表示車穿過(guò)了路口。
2、每條路線每隔一秒都會(huì)檢查控制本路線的燈是否為綠，一個(gè)燈由綠變紅時(shí)，應(yīng)該將下一個(gè)方向的燈變綠。
(1)、設(shè)計(jì)一個(gè)Lamp類來(lái)表示一個(gè)交通燈，每個(gè)交通燈都維護(hù)一個(gè)狀態(tài)：亮(綠)或不亮(紅)，每個(gè)交通燈要有變亮和變黑的方法，
并且能返回自己的亮黑狀態(tài)。
(2)、總共有12條路線，所以，系統(tǒng)中總共要產(chǎn)生12個(gè)交通燈。右拐彎的路線本來(lái)不受燈的控制，
但是為了讓程序采用統(tǒng)一的處理方式，故假設(shè)出有四個(gè)右拐彎的燈，只是這些燈為常亮狀態(tài)，即永遠(yuǎn)不變黑。
(3)、除了右拐彎方向的其他8條路線的燈，它們是兩兩成對(duì)的，可以歸為4組，所以，在編程處理時(shí)，
只要從這4組中各取出一個(gè)燈，對(duì)這4個(gè)燈依次輪詢變亮，與這4個(gè)燈方向?qū)?yīng)的燈則隨之一同變化，
因此Lamp類中要有一個(gè)變量來(lái)記住自己相反方向的燈，在一個(gè)Lamp對(duì)象的變亮和變黑方法中，將對(duì)應(yīng)方向的燈也變亮和變黑。
每個(gè)燈變黑時(shí)，都伴隨者下一個(gè)燈的變亮，Lamp類中還用一個(gè)變量來(lái)記住自己的下一個(gè)燈。
(4)、無(wú)論在程序的什么地方去獲得某個(gè)方向的燈時(shí)，每次獲得的都是同一個(gè)實(shí)例對(duì)象，所以Lamp類改用枚舉來(lái)做顯然具有很大的方便性，
永遠(yuǎn)都只有代表12個(gè)方向的燈的實(shí)例對(duì)象。
(5)、設(shè)計(jì)一個(gè)LampController類，它定時(shí)讓當(dāng)前的綠燈變紅。
3、我們初步設(shè)想一下有哪些對(duì)象：紅綠燈，紅綠燈的控制系統(tǒng)，汽車，路線。汽車看到自己所在路線對(duì)應(yīng)的燈綠了就穿過(guò)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(wèn)哪個(gè)對(duì)象呢?該問(wèn)路，路中存儲(chǔ)著車輛的集合，
顯然路上就應(yīng)該有增加車輛和減少車輛的方法了。再看題目，我們這里并不要體現(xiàn)車輛移動(dòng)的過(guò)程，只是捕捉出車輛穿過(guò)路口的過(guò)程，
也就是捕捉路上減少一輛車的過(guò)程，所以，這個(gè)車并不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)成為一個(gè)對(duì)象，用一個(gè)字符串表示就可以了。
面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)把握一個(gè)重要的經(jīng)驗(yàn)：誰(shuí)擁有數(shù)據(jù)，誰(shuí)就對(duì)外提供操作這些數(shù)據(jù)的方法。再牢牢掌握幾個(gè)典型的案例就可以了：
人在黑板上畫(huà)圓，列車司機(jī)緊急剎車，售貨員統(tǒng)計(jì)收獲小票的金額，你把門(mén)關(guān)上了等。
學(xué)員的兩個(gè)面向?qū)ο蟮拿嬖囶}，用面向?qū)ο蟮姆绞皆O(shè)計(jì)如下情景。
“兩塊石頭磨成一把石刀，石刀可以砍樹(shù)，砍成木材，木材做成椅子”，
“球從一根繩子的一段移動(dòng)到了另一端”，
四.Road類的編寫(xiě)
1、每個(gè)Road對(duì)象都有一個(gè)name成員變量來(lái)代表方向，有一個(gè)vehicles成員變量來(lái)代表方向上的車輛集合。
2、在Road對(duì)象的構(gòu)造方法中啟動(dòng)一個(gè)線程每隔一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間向vehicles集合中增加一輛車(用一個(gè)“路線名_id”形式的字符串進(jìn)行表示)。
3、在Road對(duì)象的構(gòu)造方法中啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，每隔一秒檢查該方向上的燈是否為綠，是則打印車輛集合和將集合中的第一輛車移除掉。
4、在講Road對(duì)象的定時(shí)器代碼時(shí)，因?yàn)殚_(kāi)始階段還沒(méi)有設(shè)計(jì)Lamp類，所以，檢查該方向上的燈是否為綠的代碼暫時(shí)先采用短路方式。
五.Lamp類的編寫(xiě)
1、系統(tǒng)中有12個(gè)方向上的燈，在程序的其他地方要根據(jù)燈的名稱就可以獲得對(duì)應(yīng)的燈的實(shí)例對(duì)象，綜合這些因素，
將Lamp類用java5中的枚舉形式定義更為簡(jiǎn)單。
2、每個(gè)Lamp對(duì)象中的亮黑狀態(tài)用lighted變量表示，選用S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對(duì)象依次輪詢變亮，
Lamp對(duì)象中還要有一個(gè)oppositeLampName變量來(lái)表示它們相反方向的燈，再用一個(gè)nextLampName變量來(lái)表示此燈變亮后的下一個(gè)變亮的燈。
這三個(gè)變量用構(gòu)造方法的形式進(jìn)行賦值，因?yàn)槊杜e元素必須在定義之后引用，所以無(wú)法再構(gòu)造方法中彼此相互引用，
所以，相反方向和下一個(gè)方向的燈用字符串形式表示。
3、增加讓Lamp變亮和變黑的方法：light和blackOut，對(duì)于S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對(duì)象，
這兩個(gè)方法內(nèi)部要讓相反方向的燈隨之變亮和變黑，blackOut方法還要讓下一個(gè)燈變亮。
4、除了S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對(duì)象之外，其他方向上的Lamp對(duì)象的nextLampName和oppositeLampName屬性設(shè)置為null即可，
并且S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對(duì)象的nextLampName和oppositeLampName屬性必須設(shè)置為null，
以便防止light和blackOut進(jìn)入死循環(huán)。
六.LampController類的編寫(xiě)
1、整個(gè)系統(tǒng)中只能有一套交通燈控制系統(tǒng)，所以，LampController類最好是設(shè)計(jì)成單例。
2、LampController構(gòu)造方法中要設(shè)定第一個(gè)為綠的燈。
3、LampController對(duì)象的start方法中將當(dāng)前燈變綠，然后啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，每隔10秒將當(dāng)前燈變紅和將下一個(gè)燈變綠。
七.MainClass類的編寫(xiě)
1、用for循環(huán)創(chuàng)建出代表12條路線的對(duì)象。
2、接著再獲得LampController對(duì)象并調(diào)用其start方法。
3、String [] directions = {"S2N","N2S","S2W","N2E","E2W","W2E",
"E2S","W2N","S2W","N2W","E2N","W2S"};
剛開(kāi)始把上面的倒數(shù)第4個(gè)元素寫(xiě)錯(cuò)了(應(yīng)該寫(xiě)成S2E)，所以總是只看到5個(gè)方向上有車通過(guò)的情況。
八.代碼(代碼都是自己敲的所以注釋自己寫(xiě)的不太專業(yè)，只是為了自己理解。。。)
Road類
package com.isoftstone.interview.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 Listvechicles = new ArrayList();
private String name = null;
public Road(String name){
this.name = name;
//定義一個(gè)線程池
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
//用池來(lái)提交任務(wù)
pool.execute(new Runnable(){
//啟動(dòng)線程
public void run(){
for(int i=1;i<1000;i++){
try {
//隔多少秒出現(xiàn)一輛車 1-10秒
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//name訪問(wèn)內(nèi)部類成員變量
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}
});
//做定時(shí)器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
//把集合里的第一輛車移走
public void run(){
//有車
if(vechicles.size(
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