黑马程序员----JAVA----交通灯
来源:互联网 发布:多梦疲劳知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 03:21
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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。 【思考:车子由什么产生?产生的车子存储在什么里面?怎么产生车?】 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。 【思路:考虑右转的灯都为长绿灯,表示车随时可以右转】 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)。 【思考:车开过路口这个操作怎么实现?在哪里实现?】 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。
思路: 1. 先看车行路线图例: 2. 逻辑中的12个方向的灯: S2N(南到北),S2W(南到西),E2W(东到西),E2S(东到南)//主要的需要操作的四个灯,它控制通往四个方向的车 N2S(北到南),N2E(北到东),W2E(西到东),W2N(西到北)//前面四个灯对应的反向灯,让它们依托于前面四个灯来运作。 S2E(南到东),N2W(北到西),E2N(东到北),W2S(西到南)//四个右转灯,它们长亮 3. 排除4个长亮灯,我们需要处理的灯有8个灯,不过,每一个灯都有反向的灯。比如S2N(南到北)和N2S(北到南)。这样的话,就表示,S2N绿灯的话,那么N2S也是绿灯。这样的话,也就是说,剩下的8个灯中,有四个灯可以依托于它的反向灯的运作来进行相同的运作。【即它的反向灯绿,那么它绿,它的反向灯红,那么它红】 4. 在这里车子可以用一个String来表示,根据不同的灯对应的路线,产生这条路线上的车。可以考虑用12个线程来产生相对应的车。创建一个Road类,该类在构造函数中接受一个表示路线的StringroadName,比如:this.roadName=roadName; 然后根据传入的路线,来创建这条路线上的车,并把String表示的车存入这条路线上的ArrayList中。通过它的remove方法来移除这条路线上的车子。不过再移除的时候,需要先判断当前路线上的灯是否为绿灯,绿灯才能移。车子移除出去,就表示车子开过路口了。这个操作可以通过定时器完成。 5. 灯控制器用于操作灯变化的时间,多长时间换下一个灯绿等等 6. 一共需要创建三个类:灯(用枚举),路,灯控制器
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.iossoft.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。*/ publicclassRoad{ privateList vechicles=newArrayList(); privateString name=null; publicRoad(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); } }
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.iossoft.traffic; publicenumLamp{ //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 String opposite; private String next; private Lamp(String opposite,Stringnext,boolean lighted){ this.opposite=opposite; this.next=next; this.lighted=lighted; } private Lamp(){ } private boolean lighted; 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下一个要变绿的灯 publicLamp 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; } }
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.iossoft.traffic; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; publicclassLampController{ privateLamp currentLamp; publicLampController(){ //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(){ currentLamp = currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS); } }
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。 package com.iossoft.traffic; publicclassMainClass{ public static void main(String[] args){ /*产生12个方向的路线*/ String[] directions=newString[]{ "S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S" }; for(int i=0;i<directions.length;i++){ newRoad(directions[i]); } /*产生整个交通灯系统*/ new LampController(); } }
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