交通灯管理系统视频

一、项目需求

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）异步随机生成各个路线上的行驶的车辆

（2）信号灯忽略黄灯

（3）左转车辆需考虑控制信号灯，车辆右转不需要考虑控制信号灯

（4）具体信号灯逻辑控制和现实生活中普通交通灯相同

（5）每辆车通过路口的时间为1s

（6）红绿灯时间间隔自定，可以设置

二、面向对象的分析和设计

分析1：每条路线上随机生成新的车辆，绿灯时要每秒减少一辆车

设计1：

（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，即系统中有12个实例对象

（2）随机增加车辆：将增加的车辆保存到一个集合

（3）车穿过路口的时间为1s：则是:每隔1s将集合中的第一辆车移除，即表示车辆穿过了路口

分析2：每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿，如果本路线为绿灯，则将其变红，下一个路线方向灯变绿

设计2：

（1）设计一个Lamp类表示一个交通灯，交通灯都有2个状态绿（亮）和红（暗），并且能返回自己的状态。

（2）总共有12路线，所以有12个交通灯，其中每条路的右转交通灯为常绿状态

（3）除了右转交通灯的8个交通灯，可以分为4个组，每个组的信号控制灯状态一致

（4）将4个组按顺序开始亮绿灯，当一个组的状态为暗时，将下一个组的状态变绿

分析图：

 

三、代码设计与编写

1、首先编写代码设计路Road类

实现功能1：异步随机增加每条路上的车辆

实现功能2：每隔1s判断路对应的灯的状态，且绿灯不断移除路上的第一辆车，模仿车辆经过

package com.isoftstone.interviev.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 {    //表示路线上的所有车private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();public String name = null;//产生对应路线车辆public Road(String name){this.name = name;ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();pool.execute(new Runnable(){public void run(){//产生999辆车for(int i=1;i<1000;i++){try {//随机时间产生Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);}}});//利用定时器，定时的减少车辆，表示车辆经过了ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);        timer.scheduleAtFixedRate(        new Runnable(){        public void run(){        if(vechicles.size()>0){        //得到路线对应的灯        boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLinghted();;        if(lighted){        System.out.println(vechicles.remove(0)+"is traversing!");        }        }        }        },         1,         1,         TimeUnit.SECONDS);}}

2、编写代码设计信号灯Lamp类，使用枚举实现

实现功能1：将自己变绿，将同一组的路线上的灯变绿

实现功能2：将自己以及同组的路线上的灯变红，返回下一条路线的灯且将其变绿

实现功能3：指定同一组路线对应的灯，指定下一条路线的灯，设置除了4条右转路线外的8条路线灯的状态为暗(false)，使用构造方法实现

package com.isoftstone.interviev.traffic;public enum Lamp {S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","E2S",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 Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.next = next;this.lighted = lighted;}private Lamp(){}private boolean lighted;//对应的灯private String opposite;private String next;public boolean isLinghted(){return lighted;}//灯变绿,把对应的灯也变为绿public void light(){this.lighted = true;//判断有没有对应的灯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！");}//当前灯变黑,返回下一个变绿的灯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;}}

3、编写代码设计路线信号灯控制器LampControl类

实现功能1：设置初始当前路线灯，并设置路线灯的状态为绿

实现功能2：每隔10s将当前路线灯状态变红（暗），且将当前路线灯设置为下一条路线的灯

package com.isoftstone.interviev.traffic;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;//灯的控制器public class LampController {private Lamp currentLamp;//指定一上来就亮的灯public LampController(){currentLamp = Lamp.S2N;currentLamp.light();//创建定时器ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){currentLamp = currentLamp.blackOut();}}, 10,10, TimeUnit.SECONDS);}}

4、编写代码设计测试类MainClass

该类实现创建12条和枚举灯实例名一致的路线实例，创建一个控制器实例。

package com.isoftstone.interviev.traffic;public class MainClass {public static void main(String[] args){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]);}new LampController();}}

五、总结

线程新技术：线程池——ExecutorService

（1）使用Executors类创建Executor接口体系对象，Executors类是产生Executor，ExecutorService和ScheduledExecutorService等类的工厂

（2）Executor接口体系对象可以将任务提交，以及任务的执行方式

（3）Executors类可以创建单线程，也可以创建线程池

（4）使用创建的线程或线程池对象执行已提交的Runnable任务，执行其任务的方式有多种