黑马程序员-交通灯管理系统

来源：互联网发布：mac系统内存清理编辑：程序博客网时间：2024/05/18 19:37

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交通灯管理系统的项目需求

1. 异步随机生成按照各个路线行驶的车辆

例如：

由南向北---直行车辆

由西向东---右转车辆

由东向南---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：南北车辆与东西车辆交替放行，同方向等待车辆应先放行直行车辆而后放行左转车辆。

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以及红绿等交换时间间隔自定，可以设置

7. 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。

面向对象的分析与设计

1. 每条路线上都会出现多辆车，路线上要随机增加新的车，在灯绿期间还要美妙钟减少一辆车。

a) 设计一个Road类来表示路线，每个Road对象代表一条路线，总共12条路线，即系统中总共要产生12个Road实例对象

b) 每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。

c) 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线路的灯是否为绿，一个灯由绿变红时，应该将下一个方向的灯变绿。

a) 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。

b) 总共有12条线路，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，只是这些灯为常量状态，即永远不变黑。

c) 除了右拐弯方向的其他8条路线的灯，它们是两两成对的，可以归纳为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，都伴随着下一个灯的亮，Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。

d) 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

e) 设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

面向对象编程的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法

例如：人在黑板上画圆，圆拥有半径，圆心，所以就是它对外提供数据

两块石头磨成一把石刀，石刀可以砍树，砍成木材，木材做成椅子

stoneKnife = stoneFactory(stone first,stonesecond);

material = stoneKnife.cut(tree);

chair = chairFactory(meterial);

Road类的编写

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集合增加一辆车（用一个“路线名_id”形式的字符串表示）。

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。

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对应灯的实例对象，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。

LampController类的编写

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

MainClass类的编写

1. 用for循环创建出代表12条线路的对象

2. 接着再获得LampController对象并调用其start方法

Road类：

public class Road {

private List<String>vechicles = new ArrayList<String>();

private Stringname = null;

public Road(String name) {

this.name = name;

ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

pool.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

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

try {

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

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generatedcatch block

e.printStackTrace();

}

vechicles.add(Road.this.name +"_" + i);

}

});

ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable() {

@Override

publicvoid run() {

if(vechicles.size() > 0){

boolean ligthed = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

if(ligthed){

System.out.println(vechicles.remove(0) +" is traversing !");

}

TimeUnit.SECONDS);

}

Lamp枚举类：

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);

private boolean lighted;

private Stringopposite;

private Stringnext;

private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){

this.opposite = opposite;

this.next = next;

this.lighted = lighted;

}

public boolean isLighted(){

returnlighted;

}

public void light(){

this.lighted =true;

if(opposite !=null){

Lamp.valueOf(opposite).light();

}

System.out.println(name() +"lamp is green,下面总共应该有六个方向能看到汽车穿过");

}

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() +"变为" +next);

nextLamp.light();

}

return nextLamp;

}

LampController类：

public class LampController {

private LampcurrentLamp;

public LampController(){

currentLamp = Lamp.S2N;

currentLamp.light();

ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable() {

@Override

publicvoid run() {

currentLamp =currentLamp.blackOut();

}

10,

TimeUnit.SECONDS);

}

MainClass类：

public class MainClass {

/**

* @param args

public static void main(String[] args) {

String[] directions = new String[]{

"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","S2E","E2N","N2W","W2S"

};

for(int i=0;i<directions.length;i++){

new Road(directions[i]);

}

new LampController();

}