黑马程序员--交通灯管理系统总结

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看完了张孝祥老师的交通灯管理系统，进一步巩固了自己的技术，首先感谢张孝祥老师的辛苦付出。
下面先把项目需求贴出来，再自己实现功能！
开始吧！


项目需求：


 模拟实现十字路口的交通灯管理逻辑，具体如下：
1.一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
由西向二来去往南向的车辆---右转车辆
由东向二来去往南向的车辆--左转车辆
2.信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。
3.应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。
3.具体信号灯控制逻辑与实现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。
4.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）。
5.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。
6.不要求实现GUI，值考虑系统逻辑实现，可通过Log方式展现程序运行结果。


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条路线的控制等可以假设称为常绿状态，另外，其他的8条路是两两相对的，可以归为4组，所以，程序只需要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跟随这4条路线切换，不必额外考虑。


面向对象的分析和设计


初步设计：红绿灯、红绿灯控制系统、汽车、路。 汽车看到自己在路线对面的灯变绿了并且看其前面是否有车才行驶，看前面时候有车该由路这个对象来提供，路中存储着车辆的集合，显然路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。再看看题目，我们这里并不要体现车辆移动过程，只是捕捉出车辆穿过路口的过程，也就是捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象，用一个字符串表示就可以了。


面向对象设计把握一个重要经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。


1.每条路线上都会出现多辆车，路线上随机增加新车，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，系统中总共要残生12个交通灯。左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，他们是两两成对的，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类中要有一个变亮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，都伴随着下一个灯的变亮，Lamp类中还有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。

好，有了需求，开始码了！

1.创建一个控制车的路线类

public class Road {
private List<String> cars = new ArrayList<String>(); //用保存车的List集合

private String name = null;  //路的名字

public Road(String name){
this.name=name;

ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //为了不让对象长时间才实例化，我们建立一个线程单独执行产生车的方法
pool.execute(new Runnable(){
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<1000;i++){  //循环在路上添加999辆车
try {
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000); //随机1-10秒产生一辆车
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); 
}
cars.add(Road.this.name+"_"+i); //将车以路的名字+第几辆的名名存入数组里
}
}
});

ScheduledExecutorService time =  Executors.newScheduledThreadPool(1); //定时器，用于定时将车移走
time.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){ //每隔一秒要执行的代码
@Override
public void run() {
if(cars.size()>0){
boolean light = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); //灯，true为绿灯 ，false为红灯
if(light){
System.out.println(cars.remove(0)+"开走了！"); //移除cars集合中的第0个元素
}
}
}
},
1,//隔一秒后执行
1, //执行后再隔1秒执行
TimeUnit.SECONDS); //设置单位为秒
}
}

2.交通灯枚举类

public enum Lamp {
//创建12条路线的灯，只要4个有对应的灯，初始灯为红，其他8个两两相对就OK
S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),
//同上4个灯两两相对
N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),
S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);

private boolean lighted;  //灯的状态
private String opposite; //对应的灯
private String next; //下一个灯

private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}

public boolean isLighted(){ //提供方法去的灯的状态
return lighted;
}

public void light(){ //提供方法将灯变成路灯,对应的灯也变成绿灯
this.lighted = true;
if(opposite != null){
Lamp.valueOf(opposite).light();
}
System.out.println(name()+"变绿了,有6个方向能看到汽车穿过");
}

public Lamp black(){  //提供方法将灯变成红色，对应的灯也变成红色,并返回下一个变绿的灯
this.lighted = false;
if(opposite != null){  
Lamp.valueOf(opposite).black();
}

Lamp nextLight = null; 
if(next != null){  //如果有下一个灯，就让下一个灯变绿
nextLight = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从"+name()+"--->切换为"+next);
nextLight.light ();
}
return nextLight;
}

}

3.灯的控制器

public class LampController {
private Lamp currenLamp;

public LampController(){
currenLamp = currenLamp.S2N;  //先获得第一个灯
currenLamp.light();  //将第一个灯变绿

ScheduledExecutorService time = Executors.newScheduledThreadPool(1);
time.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
@Override
public void run() {
currenLamp = currenLamp.black(); //每隔10秒将本对象的灯变红，并获得下一个变绿的灯
}

},
10, 
10, 
TimeUnit.SECONDS);
}
}

4.测试交通灯

public class TextLamp {


public static void main(String[] args) {

String [] directions = new String[]{
"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"//产生12个方向的路线
};
for(int i=0;i<directions.length;i++){
new Road(directions[i]);
}


new LampController();//产生整个交通灯系统
}
}

看到这我才明白，思路才是最重要的，即使会写代码，没有思路，也不知如何下手！

在此感谢张孝祥老师，感谢黑马！

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