黑马程序员 交通灯管理系统

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进行面向对象的分析与设计

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。

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。

 

Road类的编写

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。

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）。

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。

package cn.itcast.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 {//把路当成集合，车是集合中的元素private List<String> vechicles =new ArrayList<String>();//定义路的名字private String name = null;//定义路的构造方法public Road(String name){this.name = name;//使用线程，循环创建一千辆车添加到道路集合中ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable() {public void run() {for(int i=1; i<1000; i++){try {//线程等待，时间随机1~10秒随机Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+ 1) *1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);}}});//第二种线程方法，定时器ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLigthed();if(lighted){System.out.println(vechicles.remove(0)+" is traversing !");}}}},1,//第一次等待的时间1,//以后每隔多长时间执行一次TimeUnit.SECONDS);//时间单位}}

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

3.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。

4.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。

5.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。

package cn.itcast.traffic;public enum Lamp {//一共12个灯，只有四个灯需要控制，与之对应的四个灯常黑，右转弯的四个灯常亮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);/*把灯定义成String，是因为主要的灯初始化的时候需要传入与之对应的灯，和下一个灯，  那时候其它灯还没创建对象，无法解决，所以使用String */ //定义灯的构造参数，参数列表分别为：对面的灯，下一个灯，灯的状态private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.next = next;this.ligthed = lighted;}//空参数的构造函数private Lamp(){}//三个私有的成员变量：灯的状态，对面的灯，下一个灯private boolean ligthed;private String opposite;private String next;//查看自己灯的状态的方法public boolean isLigthed(){return ligthed;}//把灯点亮的方法public void ligth(){this.ligthed = true;//如果对面的灯不为空，把对面的灯点亮（对应的灯状态肯定一样）if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).ligth();}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！");}//把灯熄灭的方法,并且返回下一个灯public Lamp black(){this.ligthed = false;//如果对面的灯不为空，把对面的灯熄灭（对应的灯状态肯定一样）if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).black();}Lamp nextLamp = null;//如果下一个灯不为空，把下一个灯点亮if(next != null){nextLamp = Lamp.valueOf(next);nextLamp.ligth();System.out.println("绿灯从"+name()+"------>切换为"+nextLamp);}return nextLamp;}}

LampController类的编写

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。

LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。

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。

package cn.itcast.traffic;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class LampController {//定义当前的灯private Lamp currentLamp;//控制器的构造方法private LampController(){//一创建对象就点亮一个灯currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.ligth();//创建定时器对象ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){currentLamp = currentLamp.black();}//匿名内部类},10,//第一次执行等待十秒10,//每隔十秒执行一次TimeUnit.SECONDS);//时间单位}//设计成了单例模式private static LampController instance = new LampController();public static LampController getInstance(){return instance;}}

MainClass类的编写

用for循环创建出代表12条路线的对象。

接着再获得LampController对象并调用其start方法。

package cn.itcast.traffic;public class MainClass {public static void main(String[] args) {//用数组存储十二条路的名字String[] directions = new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};//使用for循环创建十二条路for(int i=0; i<directions.length; i++){new Road(directions[i]);}//创建控制器对象//new LampController();LampController.getInstance();}}

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