联想利泰的一道做出来就给月薪7K的面试题--交通灯管理系统

 后期补充：网友对我诟病最多的就是我帮学生做面试题，说这是小偷和骗子行为，在此，我对自己给学员做面试题做出如下解释：
 （1）学员拿着面试题来找老师，学生也事先思考和尝试后实在没有办法，又求职心切才想到找老师帮忙的。老师出于对题目和技术的好奇，也出于对学生的感情，才不辞劳苦去帮助做题的。明知小孩自己做不到，还不帮小孩去做，非要锻炼孩子自己去做，现在估计很多父亲都做不到吧。何况，学生也是我们的客户，我们不去帮一下，这个显得太冷酷无情了。
 （2）有人说，应该让学生自己去做，做不出来就别去招聘单位冒充好汉，帮学生做题就是鼓励学生行骗和作恶！从这一点上来说，事情做得确实有点不光明磊落，但用行骗和作恶来形容，就言之过重了。毕竟用人单位也不是傻子，随便找个农民工把结果交上去，用人单位就会录用吗？用人单位在做题之前就对学员进行过一些基本的技术考核和交流，肯定也是觉得差不多了，才让学生把题目拿回家去做的，学生做出来后，也要给他们去讲解代码思路的，只要学生能说清楚代码思路，用人单位未必真关心是学员自己单独做的，还是有朋友帮忙做的，因为很多单位的招聘岗位是对事不对人的，只要能把工作中安排的事情搞定，那就不管这个人是否是自己亲自搞定的，还是靠外援搞定的，公司要的是事情的结果。很多公子哥在一些大公司都挂职“副总经理”，难道这个公子哥真有“副总经理”的能力吗？不管他们有没有，但是，他们能靠自己的关系把“副总经理”要办的事情办妥，这就是公司的目的。同样道理，公司不管学生是怎么做出来，只要学生做出来了，就说明他或他的亲友团能解决公司日后分配给他的任务，才不管他是怎么解决的呢？公司也许要的就是这一点。如果是这样，我们正好满足了公司的需求，怎么能说是行骗和作恶呢！
 （3）我历来的一个观念就是：对于我花时间研究透和解决过的技术问题，只有把这些知识分享出去，才能实现个人价值和社会价值的更大化。如果一个人花了很多时间和精力搞明白的知识只装在自己的肚子里，不找机会把它应用出来，那么这个知识就没有什么价值，一个知识只有被很多人使用，被反复地使用，才能实现这个知识的价值最大化。所以，我把这些题目和解题思路都公布出来了，为了吸引更多人来学习，我当然要告诉大家这是面试题，并且是决定工作成败的面试题，这也是提高大家来学习这个题目的热情的一种激励手法罢了，没想到被送到了道德审判的十字架上了。

 

  软件开发公司现在都越来越精明和狡猾了，他们把日后工作中要解决的问题、并且是他们自己都很难解决的问题拿出来让面试求职者去搞，做出来就可以来上班，这样至少求职者在进公司之前就已经熟悉未来的开发业务！

  前一阵子的某一天中午，有一个学员打电话给我说：“他去国内某大型的软件外包公司应聘了，要求的薪水是7k，该公司给了他一道面试题，就是要做一个模拟的交通灯管理系统，并说公司外包了一个法国交通系统的项目，现在就是在替做这个交通系统的项目组招人，这个交通灯管理系统就是招聘进来的人上班后要开发的项目模型，如果他在家三天内能够做出来，他就可以入职上班了，并且他要求的薪水则不是任何问题，还可以更高一些。”这个同学做了两天，感到很困难，于是打电话向我求助，我让他把题目发到我的邮箱。晚上，又有一个学员给我打电话，说是去某公司面试了，该公司让他做一个交通灯管理系统，三天内做出来就可以直接去上班，我马上告诉他，已经有一个同学先他一步来找我了，我只能满足他们两人中的一人，否则，他们就会出现答案雷同，最后对他们两人都造成不利影响。后来，又有几个学员拿着不同公司的面试题找我，题目如出一辙，都是公司要求把日后的项目拿回家做，什么时候做好就什么时候上班。

  这些软件公司精心策划的项目题确实都有很强的技术性和实用价值，在此感谢奉献了这些题目的学员，在征得这些学员们的同意后，我将逐步公布和讲解这些项目面试题，下面是某公司的交通灯管理系统的需求。

交通灯管理系统

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模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

·        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。

解题思路

·        首先，为了较好地理解和分析问题，切不可空想，一定要画图！画图非常有助于理解和分析问题，你还有比画图更好的办法吗？

我画的交通灯路线图如下：

·        接着进行面向对象的分析和设计：

（一）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。
  1.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。
  2.每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。
  3.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。
（二）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。
  1.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。
  2.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。
  3.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。
  4.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。
  5.设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

·        类的编码实现

（一）Road类
  1.每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。
  2.在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机的时间向vehicles集合中增加一辆车（用一个“路线名_id”形式的字符串进行表示）。
  3.在Road对象的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。
源码如下：

 

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; /** * 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。 * @author 张孝祥 www.it315.org * */ public class Road { private List vechicles = new ArrayList(); private String name =null; public Road(String name){ this.name = name; //模拟车辆不断随机上路的过程 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); pool.execute(new Runnable(){ public void run(){ for(int i=1;i<1000;i++){ try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); } } }); //每隔一秒检查对应的灯是否为绿，是则放行一辆车 ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ if(vechicles.size()>0){ boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); if(lighted){ System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !"); } } } }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); } }   

 

（二）Lamp类
  1.系统中有12个方向上的灯，在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象，综合这些因素，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。
  2.每个Lamp对象中的亮黑状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象依次轮询变亮，Lamp对象中还要有一个oppositeLampName变量来表示它们相反方向的灯，再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的下一个变亮的灯。这三个变量用构造方法的形式进行赋值，因为枚举元素必须在定义之后引用，所以无法再构造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。
  3.增加让Lamp变亮和变黑的方法：light和blackOut，对于S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象，这两个方法内部要让相反方向的灯随之变亮和变黑，blackOut方法还要让下一个灯变亮。
  4.除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象之外，其他方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性设置为null即可，并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为null，以便防止light和blackOut进入死循环。
源码如下：

 

 package com.isoftstone.interview.traffic; /** * 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。 * @author 张孝祥 www.it315.org * */ /**/ public enum Lamp { /*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯*/ S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false), /*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯，它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计！*/ N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false), /*由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制，所以，可以假想它们总是绿灯*/ S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true); private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){ this.opposite = opposite; this.next = next; this.lighted = lighted; } /*当前灯是否为绿*/ private boolean lighted; /*与当前灯同时为绿的对应方向*/ private String opposite; /*当前灯变红时下一个变绿的灯*/ private String next; public boolean isLighted(){ return lighted; } /** * 某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿 */ public void light(){ this.lighted = true; if(opposite != null){ Lamp.valueOf(opposite).light(); } System.out.println(name() + " lamp is green，下面总共应该有6个方向能看到汽车穿过！"); } /** * 某个灯变红时，对应方向的灯也要变红，并且下一个方向的灯要变绿 * @return 下一个要变绿的灯 */ public Lamp blackOut(){ this.lighted = false; if(opposite != null){ Lamp.valueOf(opposite).blackOut(); } Lamp nextLamp= null; if(next != null){ nextLamp = Lamp.valueOf(next); System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next); nextLamp.light(); } return nextLamp; } }

 

（三）LampController类
  1.整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以，LampController类最好是设计成单例。
  2.LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。
  3.LampController对象的start方法中将当前灯变绿，然后启动一个定时器，每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变绿。
源码如下：

 

package com.isoftstone.interview.traffic; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class LampController { private Lamp currentLamp; public LampController(){ //刚开始让由南向北的灯变绿; currentLamp = Lamp.S2N; currentLamp.light(); /*每隔10秒将当前绿灯变为红灯，并让下一个方向的灯变绿*/ ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("来啊"); currentLamp = currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } }   

 

（四）MainClass类
  1.用for循环创建出代表12条路线的对象。
  2.接着创建出LampController对象。
源码如下：

 

package com.isoftstone.interview.traffic; public class MainClass { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { /*产生12个方向的路线*/ String [] directions = new String[]{ "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S" }; for(int i=0;i<directions.length;i++){ new Road(directions[i]); } /*产生整个交通灯系统*/ new LampController(); } }