黑馬程序員-7K面試題

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(zhù)敲得，大概知道怎么回事了，再看兩遍應該會(huì )更透徹一些，這兩個(gè)視頻中，我認為重要的是面向對象編程的思想，代碼知識跟著(zhù)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。張老師反復的一句話(huà)很重要：誰(shuí)擁有數據，誰(shuí)就對外提供操作這些數據的方法。(一定要牢記)剛開(kāi)始理解的不太深刻，但越來(lái)越發(fā)現這句話(huà)的重要性。我一定要趕上17期的末班車(chē)!!

交通燈管理系統

一.需求：

模擬實(shí)現十字路口的交通燈管理系統邏輯，具體需求如下：

1、異步隨機生成按照各個(gè)路線(xiàn)行駛的車(chē)輛。

例如：

由南向而來(lái)去往北向的車(chē)輛 ---- 直行車(chē)輛

由西向而來(lái)去往南向的車(chē)輛 ---- 右轉車(chē)輛

由東向而來(lái)去往南向的車(chē)輛 ---- 左轉車(chē)輛

。。。

2、信號燈忽略黃燈，只考慮紅燈和綠燈。

3、應考慮左轉車(chē)輛控制信號燈，右轉車(chē)輛不受信號燈控制。

4、具體信號燈控制邏輯與現實(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(chē)輛與東西向車(chē)輛交替放行，同方向等待車(chē)輛應先放行直行車(chē)輛而后放行左轉車(chē)輛。

5、每輛車(chē)通過(guò)路口時(shí)間為1秒(提示：可通過(guò)線(xiàn)程Sleep的方式模擬)。

6、隨機生成車(chē)輛時(shí)間間隔以及紅綠燈交換時(shí)間間隔自定，可以設置。

7、不要求實(shí)現GUI，只考慮系統邏輯實(shí)現，可通過(guò)Log方式展現程序運行結果。

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(xiàn)，為了統一編程模型，可以假設每條路線(xiàn)都有一個(gè)紅綠燈對其進(jìn)行控制，

右轉彎的4條路線(xiàn)的控制燈可以假設稱(chēng)為常綠狀態(tài)，另外，其他的8條線(xiàn)路是兩兩成對的，可以歸為4組，

所以，程序只需考慮圖中標注了數字號的4條路線(xiàn)的控制燈的切換順序，

這4條路線(xiàn)相反方向的路線(xiàn)的控制燈跟隨這4條路線(xiàn)切換，不必額外考慮。

三.面向對象的分析與設計

1、每條路線(xiàn)上都會(huì )出現多輛車(chē)，路線(xiàn)上要隨機增加新的車(chē)，在燈綠期間還要每秒鐘減少一輛車(chē)。

(1)、設計一個(gè)Road類(lèi)來(lái)表示路線(xiàn)，每個(gè)Road對象代表一條路線(xiàn)，總共有12條路線(xiàn)，即系統中總共要產(chǎn)生12個(gè)Road實(shí)例對象。

(2)、每條路線(xiàn)上隨機增加新的車(chē)輛，增加到一個(gè)集合中保存。

(3)、每條路線(xiàn)每隔一秒都會(huì )檢查控制本路線(xiàn)的燈是否為綠，是則將本路線(xiàn)保存車(chē)的集合中的第一輛車(chē)移除，即表示車(chē)穿過(guò)了路口。

2、每條路線(xiàn)每隔一秒都會(huì )檢查控制本路線(xiàn)的燈是否為綠，一個(gè)燈由綠變紅時(shí)，應該將下一個(gè)方向的燈變綠。

(1)、設計一個(gè)Lamp類(lèi)來(lái)表示一個(gè)交通燈，每個(gè)交通燈都維護一個(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(xiàn)，所以，系統中總共要產(chǎn)生12個(gè)交通燈。右拐彎的路線(xiàn)本來(lái)不受燈的控制，

但是為了讓程序采用統一的處理方式，故假設出有四個(gè)右拐彎的燈，只是這些燈為常亮狀態(tài)，即永遠不變黑。

(3)、除了右拐彎方向的其他8條路線(xiàn)的燈，它們是兩兩成對的，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，對這4個(gè)燈依次輪詢(xún)變亮，與這4個(gè)燈方向對應的燈則隨之一同變化，

因此Lamp類(lèi)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對象的變亮和變黑方法中，將對應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(lèi)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)例對象，所以L(fǎng)amp類(lèi)改用枚舉來(lái)做顯然具有很大的方便性，

永遠都只有代表12個(gè)方向的燈的實(shí)例對象。

(5)、設計一個(gè)LampController類(lèi)，它定時(shí)讓當前的綠燈變紅。

3、我們初步設想一下有哪些對象：紅綠燈，紅綠燈的控制系統，汽車(chē)，路線(xiàn)。汽車(chē)看到自己所在路線(xiàn)對應的燈綠了就穿過(guò)路口嗎?

不是，還需要看其前面是否有車(chē)，看前面是否有車(chē)，該問(wèn)哪個(gè)對象呢?該問(wèn)路，路中存儲著(zhù)車(chē)輛的集合，

顯然路上就應該有增加車(chē)輛和減少車(chē)輛的方法了。再看題目，我們這里并不要體現車(chē)輛移動(dòng)的過(guò)程，只是捕捉出車(chē)輛穿過(guò)路口的過(guò)程，

也就是捕捉路上減少一輛車(chē)的過(guò)程，所以，這個(gè)車(chē)并不需要單獨設計成為一個(gè)對象，用一個(gè)字符串表示就可以了。

面向對象設計把握一個(gè)重要的經(jīng)驗：誰(shuí)擁有數據，誰(shuí)就對外提供操作這些數據的方法。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(chē)司機緊急剎車(chē)，售貨員統計收獲小票的金額，你把門(mén)關(guān)上了等。

學(xué)員的兩個(gè)面向對象的面試題，用面向對象的方式設計如下情景。

“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(lèi)的編寫(xiě)

1、每個(gè)Road對象都有一個(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(chē)輛集合。

2、在Road對象的構造方法中啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程每隔一個(gè)隨機的時(shí)間向vehicles集合中增加一輛車(chē)(用一個(gè)“路線(xiàn)名_id”形式的字符串進(jìn)行表示)。

3、在Road對象的構造方法中啟動(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(chē)輛集合和將集合中的第一輛車(chē)移除掉。

4、在講Road對象的定時(shí)器代碼時(shí)，因為開(kāi)始階段還沒(méi)有設計Lamp類(lèi)，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(lèi)的編寫(xiě)

1、系統中有12個(gè)方向上的燈，在程序的其他地方要根據燈的名稱(chēng)就可以獲得對應的燈的實(shí)例對象，綜合這些因素，

將Lamp類(lèi)用java5中的枚舉形式定義更為簡(jiǎn)單。

2、每個(gè)Lamp對象中的亮黑狀態(tài)用lighted變量表示，選用S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對象依次輪詢(xún)變亮，

Lamp對象中還要有一個(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)變量用構造方法的形式進(jìn)行賦值，因為枚舉元素必須在定義之后引用，所以無(wú)法再構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，對于S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對象，

這兩個(gè)方法內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對象之外，其他方向上的Lamp對象的nextLampName和oppositeLampName屬性設置為null即可，

并且S2N、S2W、E2W、E2N這四個(gè)方向上的Lamp對象的nextLampName和oppositeLampName屬性必須設置為null，

以便防止light和blackOut進(jìn)入死循環(huán)。

六.LampController類(lèi)的編寫(xiě)

1、整個(gè)系統中只能有一套交通燈控制系統，所以，LampController類(lèi)最好是設計成單例。

2、LampController構造方法中要設定第一個(gè)為綠的燈。

3、LampController對象的start方法中將當前燈變綠，然后啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，每隔10秒將當前燈變紅和將下一個(gè)燈變綠。

七.MainClass類(lèi)的編寫(xiě)

1、用for循環(huán)創(chuàng )建出代表12條路線(xiàn)的對象。

2、接著(zhù)再獲得LampController對象并調用其start方法。

3、String [] directions = {"S2N","N2S","S2W","N2E","E2W","W2E",

"E2S","W2N","S2W","N2W","E2N","W2S"};

剛開(kāi)始把上面的倒數第4個(gè)元素寫(xiě)錯了(應該寫(xiě)成S2E)，所以總是只看到5個(gè)方向上有車(chē)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(zhuān)業(yè)，只是為了自己理解。。。)

Road類(lèi)

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(xiàn)程池

ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

//用池來(lái)提交任務(wù)

pool.execute(new Runnable(){

//啟動(dòng)線(xiàn)程

public void run(){

for(int i=1;i<1000;i++){

try {

//隔多少秒出現一輛車(chē) 1-10秒

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

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

//name訪(fǎng)問(wèn)內部類(lèi)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(chē)移走

public void run(){

//有車(chē)

if(vechicles.size(

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