黑马程序员--交通灯系统

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分析：

（1）假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条路线的控制灯可以假设成为常绿状态，

另外，其他的8条路线是两两成对的，可以归为4组，所以，程序只考虑图中标注了数字号的4条路线的控制灯得切换程序，这4条路线相反方向的控制灯跟随这4条路线切换，不必额外考虑。

（2）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，同方向等待车辆应放行直行车辆后放行左转车辆；

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；

三、编码实现

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。

/**

* 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。

*/

public class Road {

private List vechicles = new ArrayList();

private String name =null;

public Road(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);

}

}

（二）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。

/**

 * 每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。

 * 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，

 * 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：

 * s2n,n2s    

 * s2w,n2e

 * e2w,w2e

 * e2s,w2n

 * s2e,n2w

 * e2n,w2s

 * 上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，

 * 所以，可以假想它们总是绿灯。

  */ 

public enum Lamp {

        /*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 Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){

               this.opposite = opposite;

               this.next = next;

               this.lighted = lighted;

        }

        /*当前灯是否为绿*/     

        private boolean lighted;

        /*与当前灯同时为绿的对应方向*/ 

        private String opposite;

        /*当前灯变红时下一个变绿的灯*/ 

        private String next;

        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

         * @return 下一个要变绿的灯

         */     

        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;

        }

}（三）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。

public class LampController {
        private Lamp currentLamp;
        
        public LampController(){
               //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(){
                                              System.out.println("来啊");
                                              currentLamp = currentLamp.blackOut();
                               }
                               },
                               10,
                               10,
                               TimeUnit.SECONDS);
        }
}
（四）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。 
public class MainClass {
  /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
               
               /*产生12个方向的路线*/               
               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]);
               }
               
               /*产生整个交通灯系统*/         
               new LampController();
        }
 
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