黑马程序员_交通灯管理系统

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题目：
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。
 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）。
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。
 
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分析：
首先需要对事物进行分析：
总共有12条路线，分别是南向北、北向南、南向西、北向东、东向西、西向东、东向南、西向北
加上四个右转弯南向东、东向北、北向西、西向南。
路线太多容易搞乱，画图对比下就清楚很多:

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每条路线都有一个红绿灯对其进行控制，总结规律如下：

右转弯的4条路线随时可以通行，所以假设控制灯为常绿状态。

另外可以发现北向南和南向北通行状态是相同的，

同样南向西和北向东、东向西和西向东、东向南和西向北的通行状态也是相同的，

所以，只考虑南向北、南向西、东向西、东向南这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换，不额外考虑。

按照面向对象的思想进行分析：

题目中涉及到的对象有：红绿灯，红绿灯的控制系统，汽车，路线。
 
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。

按照面向对象的分析经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。可以将车看成路上存储的数据。
 
需要设计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。
 
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。
 
这时就需要设计一个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，并且方法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。
 
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类中还需要用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类用枚举来做会更加的方便，永远都只有代表12个方向的灯的实例对象。
 
最后设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

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Road对象代表一条路线，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。

public class Road {//路的名字private String name;//面向接口编程List<String> cars=new ArrayList<String>();/** * 路的有参数的构造函数,这里做两件事! * 1.First:往每条线路上增加1000台车,即往集合中添加1000个元素,时间设定为1-1000的随机值 * 2.采用定时器线程,从每条路的集合中每隔1S中取出一辆车 * @author 张熙韬 */public Road(String name){this.name=name;Executors.newSingleThreadExecutor().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();}cars.add(Road.this.name+"的第"+i+"辆车!");}}});Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {if(cars.size()>0){boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){String name= cars.remove(0);System.out.println(name+"正在通过道路!");}}}}, 1,1,TimeUnit.SECONDS);}}

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，并且方法能返回自己的亮黑状态。 

/** * 把灯创建成枚举类型,一共有12种灯 * @author 张熙韬 * */public enum Lamp {南到西("南到北","北到东",false),南到北("东到南","北到南",false),东到南("东到西","西到北",false),东到西("南到西","西到东",false),北到东(null,null,false),北到南(null,null,false),西到北(null,null,false),西到东(null,null,false),南到东(null,null,true),东到北(null,null,true),北到西(null,null,true),西到南(null,null,true);//下一个灯private String next;//反方向的灯private String opposite;//亮和灭的标志private boolean lighted;private Lamp(String next,String opposite,boolean lighted){this.next=next;this.opposite=opposite;this.lighted=lighted;}public boolean isLighted(){return lighted;}/** * 亮灯的函数,自己亮的同时让自己对应的灯也亮起来 */public void light(){lighted=true;if(opposite!=null){Lamp.valueOf(opposite).light();System.out.println(name()+"的灯亮了,下面能够看到六个方向上的汽车通过!");}}/** * 熄灯函数,自己熄灭的同时,让相反方向的灯也熄灭,同时让自己下一个灯亮起来 * @return */public Lamp blackOut(){lighted=false;if(opposite!=null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}Lamp nextLamp=null;if(next!=null){nextLamp=Lamp.valueOf(next);System.out.println(">>>>>>>>>>=========灯从"+name()+"切换到"+nextLamp+"=============<<<<<<<<<<<");nextLamp.light();}return nextLamp;}}

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。 

/** * 灯控制器 * @author 张熙韬 * */public class LampController {//当前灯private Lamp currentLamp;//设置一个定时线程,让灯每隔10秒转化一次public LampController(){currentLamp=Lamp.南到西;currentLamp.light();Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {currentLamp=currentLamp.blackOut();System.out.println("当前灯为:"+currentLamp);}},10, 10, TimeUnit.SECONDS);}}

创建主方法：

public class MainClass {/** * 主函数 * @author 张熙韬 */public static void main(String[] args) {//创建12个方向,作为参数传递给Road(String name)String [] directions=new String[]{"南到西","南到北","东到南","东到西","北到东","北到南","西到北","西到东","南到东","东到北","北到西","西到南"};for(int i=0;i<directions.length;i++){new Road(directions[i]);}//启动路灯控制器new LampController();}}

运行结果如下图:

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