黑马程序员--交通灯管理系统

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项目要求

    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

       。。。

    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灯交换时间间隔自定，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

思路

经分析，除了主函数类之外需要建立三个类，路线类，信号灯类和交通灯控制类。

  1. 路线类

    总共有12条路线，即系统中总共要产生12个Road实例对象。使用随机数模拟路线上车辆增加的时间间隔，并将车辆对象增加到一个集合中。

    由于每辆车通过路口时间为1秒，当交通灯为绿灯时，每一秒都从集合中移除一次首个元素。故可以设定每条路线每隔一秒检查一次控制本路线的交通灯的状态，如果交通灯为绿，则将本路线车辆集合中的第一辆车对象移除，即表示车穿过了路口。

  2.交通灯类

    每条路线上都有一个交通灯，共有12个交通灯。方向相反的交通灯状态是同步的，可以当做同一状态来处理。除了四个右转弯的灯一直是处于绿灯状态外，其余的灯可以算作四组:南北方向,东西方向,由南向西,由东向南

    南北方向绿灯亮运行车辆:南向北,北向南,北向西,南向东,东向北,西向南

    由南往西绿灯亮运行车辆:南向西,北向东,北向西,南向东,东向北,西向南

    东西方向绿灯亮运行车辆:东向西,西向东,北向西,南向东,东向北,西向南

    由东向南绿灯亮运行车辆:东向南,西向北,北向西,南向东,东向北,西向南

每个交通灯都有两种状态，亮（绿）和不亮（红），且都有让交通灯变量和变黑的方法，在变黑的同时让下一个灯变亮并返回下个灯的对象。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，所以交通灯类可以用枚举。

  3.交通灯控制类

    初始化交通灯的状态，每隔一段时间调用方法将当前灯变红，将交通灯状态更改为下个灯，并让下个灯变亮。

代码实现

路线类

public class Road {//定义存储车辆对象的集合private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();private String name =null;public Road(String name){this.name = name;//模拟车辆不断随机增加的过程ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable(){public void run(){for(int i=1;i<1000;i++){try {//设定随机的车辆增加时间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，是则放行车辆中的最前面一辆,即移除集合中的首个元素ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){if(vechicles.size()>0){//获取当前交通灯的状态boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){//获取并移除首元素System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");}}}},1,1,TimeUnit.SECONDS);}}

交通灯类

public enum Lamp {//定义交通灯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);//初始化private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.next = next;this.lighted = lighted;}//定义变量记录灯的状态private boolean lighted;//定义变量获取当前灯相反方向的灯private String opposite;//定义变量获取下一个灯private String next;public boolean isLighted(){return lighted;}//某个灯变绿时，与它相反方向的灯也要变绿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() + "-------->切换为" + next);nextLamp.light();}return nextLamp;}}

交通灯控制类

public class LampController {private Lamp currentLamp;public LampController(){//初始化时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，获取下一个方向的灯并使它变绿ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public  void run(){currentLamp = currentLamp.blackOut();}},10,10,TimeUnit.SECONDS);}}

主函数类

public class MainClass {public static void main(String[] args) {//产生12个方向的路线对象String [] directions = new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};for(int i=0;i<directions.length;i++){new Road(directions[i]);}//产生交通灯控制类new LampController();}}

学习感悟

    看张老师视频之前自己试着做了一遍，虽然知道建立几个类，但每个类的属性和方法写了几个就写乱了，不知道哪跟哪了。看完视频，感觉张老师关于面向对象对象的一句话对我来说是最有帮助的，谁拥有数据谁就定义操作该数据的方法。根据这句话我梳理了一下各个类的方法，果然很有效。但是自己写的话还是有很多地方容易卡掉，主要就是自己代码量太小了，而且张老师的做题步骤是先确定需要几个类，根据相应的类确定每个类的方法，之前我做题都是读完题就做，写完一个类再去考虑另一个类，没有计划性，写着写着方法一多自己就晕菜了，张老师这种做题步骤很值得我学习。