黑马程序员java笔记之九-----交通灯信号管理系统
来源:互联网 发布:供应链管理软件 java 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 18:44
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一、交通灯管理系统的业务和需求分析
模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如下:
1.异步随机生成按照各个路线行驶的车辆。
例如:
由南而来去北向的车辆……直行车辆
由西而来去南向的车辆……右转车辆
由东而来去南向的车辆…….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
4.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直行车辆而后方左转车辆
5.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)
6.随机生成车辆时间间隔及红绿灯交换时间自定,可以设置
7.不要求是实现GUI,只考虑系统逻辑实现,可通过Log方式展现程序运行结果
路线如图所示
二、精通面向对象分析:
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减少以两车
1.设计一个Road类来表示路线,每个Road对象代表一条路线,公共有12条路线,即系统中要产生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,如果等位绿,则将本路线保存车的集合中的第一辆车基础,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lv,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,每隔交通灯,都维护一个状态:亮灯或不亮(红),每个交通灯要变亮和变黑的方法,并且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的灯,只是这些灯为常亮状态,即永远不变黑。
3.除了右拐方向的其他8条路线的灯,它们是两两成对的,可以归纳为4组,所以,在编程处理时,只要从这4组中各取一个灯,对这4挑灯一次轮序变亮,与这4个灯方向对应的灯则随之一变化,因此Lamp类中要有一个变量来记住自己相反状态的灯,在一个Lamp对象的变亮和变黑方法中,将对应方向的灯也要变亮和变黑。每个灯变黑时,都伴随下一个灯的变亮,Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。
4.无论程序的什么地方去获得某个方向的灯时,每次都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。
三、详细设计:
1. Road类的编写:
1. 每一个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vechicles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想vehicles集合中增加一辆车(用一个“路线—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。
代码如下:
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;public class Road {private List<String> vechicle=new ArrayList<String>();private String name;public Road(String name){this.name=name;ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubfor(int i=1;i<1000;i++){ try {Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}vechicle.add(Road.this.name+"_"+i);}}});//路ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubif(vechicle.size()>0){boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//如果当前的灯是亮的if(lighted==true){System.out.println(vechicle.remove(0)+"is traversing" );}}}}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); }}
2. Lamp类的编写
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相应的灯的实例对象,综合这些因素,将Lamp类用java5中的的枚举形式定义更为简单。
2. 每个Lamp对戏那个中的亮黑状态用Lighted表示,要选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象一次轮换变量,Lamp对象中还要有一个opposite LampName变量来表示他们相反方向的灯,再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的先一个变亮的灯。这三个变量要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,所以无法在构造方法中彼此相互作用,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nextLamp属性设置为null即可,并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为NULL,以便防止light和blackOut进入死循环。
代码如下:
package com.isoftstone.interview.traffic;public enum Lamp { S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false), 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); //三个参数,对面的灯,下次的灯,开始是否为亮 private Lamp(String oppsite,String next,Boolean lighted){ this.oppsite=oppsite; this.next=next; this.lighted=lighted; } private boolean lighted; //对应方向的灯 private String oppsite; private String next; public boolean isLighted(){ return lighted; } public void light(){ this.lighted=true; if(oppsite!=null) { //枚举静态方法valueOf()可以根据枚举类名字获得枚举对象 Lamp.valueOf(oppsite).light(); }/* * name() 返回此枚举常量的名称,在其枚举声明中对其进行声明。 */ System.out.println(name()+" lamp i green,下面公共应该有6个方向能看到汽车穿过"); } public void blackOut(){ this.lighted=false; if(oppsite!=null){ //对应方向向上灯变黑 Lamp.valueOf(oppsite).blackOut(); } Lamp nextLamp=null; if(oppsite!=null){ nextLamp=Lamp.valueOf(next); System.out.println("绿灯从"+name()+"------->切换为"+next); nextLamp.light(); } }}
3.LampController类的编写:
1、 这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
代码如下:
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(){currentLamp=Lamp.S2N;currentLamp.light();//定时器,executorsScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubcurrentLamp.blackOut(); }},2,2,TimeUnit.SECONDS);}}
4.MainClass类的编写
1. 用for循环创建出代表12条路线的对象。
2. 接着在获得LampController对象并调用其Start方法。
package com.isoftstone.interview.traffic;public class MainClass {/** * @param args */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubString [] directions=new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2N","S2E","E2N", "N2W","W2S"}; for(int i=0;i<directions.length;i++){ new Road(directions[i]); } new LampController();}}
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