交通灯管理系统

来源:互联网 发布:log4net Oracle数据库 编辑:程序博客网 时间:2024/06/12 20:47


              看完了张老师的交通灯管理系统视频,现在写篇日记总结一下。交通灯管理系统是一个项目,在写代码具体实现之前,我们应该先读懂项目需求,分析需求,在分析时可以使用画图方式便于我们理解,像该项目中的交通路线,如果不画图,就在脑子里面想的话可能想了半天,脑袋都想晕了,结果考虑的还不一定正确或者不全面。所以写图有助于理解和分析问题。


一、交通灯管理系统的项目需求:

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。


二、画图:

 

            

如上图所示,一个十字路口的行车路线有12条:它们由4条直行路线(S2N、N2S、W2E、E2W)、4条左拐弯路线(S2W、N2E、W2N、E2S)和4条右拐弯路线(S2E、E2N、N2W、W2S)组成。


三、分析:

1,交通灯绑定在路线中,设计一个Road类表示路线,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。

2,每条路线上都会随机增加不确定数量的车,灯绿期间还要每隔1秒减少一辆车,可在Road类中定义一个车辆的集合,用于存储和移除车辆。

3,每条路线每隔1秒要检查本路线上的灯是否为绿灯,则需要创建一个定时器,每隔1秒检查对应的灯是否为绿灯,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。

4,前面用到了灯,系统中有12个方向上的灯,而且这些灯的数量是固定的,为了在程序的其他地方根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象,可以单独设计一个枚举类Lamp表示灯。每个灯都维护一个状态:红灯或者绿灯。

5,Lamp类中要有灯变绿和灯变红的方法,如果当前灯为绿灯,则它的相反方向的灯也要变绿;如果当前灯为红灯,则它的相反方向的灯也要变红,并且下一个方向的灯要变绿。

6,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,故假设有四个右拐弯的灯,这些灯为常绿状态。

7,除了右拐弯方向,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个灯依次轮流变绿或者变红,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opposite记住自己相反方向的灯,在一个Lamp对象的变绿或变红方法中,将相反方向的灯也变绿或变红。每个灯变红时,它的下一个灯变绿,Lamp类中还要用一个变量next记住自己的下一个灯。

8,设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变为红灯。为了实现这一效果,需要定义一个定时器。
9,最后得定义一个MainClass类,用for循环创建出代表12条路线的对象。接着再创建LampController对象。


四,代码实现:

1、Road.java

package com.isoftstone.interview.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(vehicles)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<String> vehicles = new ArrayList<String>();
private String name = null;

public Road(String name)
{
this.name = name;

/*模拟车辆不断随机上路的过程:*/

//创建一个单线程的 Executor,该线程是从线程池中任意选择的空闲线程。
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)
{
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

vehicles.add(Road.this.name+":第"+i+"辆车");
}

}
});
//创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//每隔1秒执行run方法:检查对应的灯是否为绿,是则放行一辆车。
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable()
{
public void run()
{
if(vehicles.size()>0)//路上有车
{

boolean greenLighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isGreenLighted();
//如果为绿灯,就放行一辆车。
if(greenLighted)
{
System.out.println(vehicles.remove(0)+"通过路口!");
}
}
}
}, 
1, 
1, 
TimeUnit.SECONDS);
}

}


2、Lamp.java

package com.isoftstone.interview.traffic;
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),

//下面四个元素表示与上面四个元素的相反方向的灯,它们的“相反方向的灯”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),

//四个右拐弯方向不受红绿灯控制,可假想它们总是绿灯。
S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),
N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);

private boolean greenLighted;//当前方向的灯是否为绿灯。
private String opposite;//相反方向的灯
private String next;//下一个灯
private Lamp(String opposite,String next,boolean greenLighted)
{
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.greenLighted = greenLighted;
}
public boolean isGreenLighted()
{
return greenLighted;
}

//某个灯变绿,它的相反方向的灯也要变绿。
public void greenLighted()
{
this.greenLighted = true;
if(opposite!=null)
{
Lamp.valueOf(opposite).greenLighted();
}
System.out.println(name()+": lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!");
}

/**
* 某个灯变红时,它的相反方向的灯也要变红,并且下一个方向的灯要变绿。
* @return 下一个要变绿的灯
*/
public Lamp redLighted()
{
this.greenLighted = false;//当前灯为红灯
if(opposite!=null)//如果当前灯有相反方向的灯,将相反方向的灯变红
{
Lamp.valueOf(opposite).redLighted();
}
Lamp nextLamp = null;

if(next!=null)
{
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从"+name()+"--->切换为"+next);
nextLamp.greenLighted();
}
return nextLamp;
}

}


3、LampController.java


package com.isoftstone.interview.traffic;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampController
{
private Lamp currentLamp;

public LampController()
{
//刚开始让从南向北的灯变绿;
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.greenLighted();

//创建一个定时器,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.redLighted();
}

}, 
10, 
10, 
TimeUnit.SECONDS);
}

}


4、MainClass.java


package com.isoftstone.interview.traffic;

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]);
}

//产生整个交通灯控制系统
new LampController();
}


}


5,运行结果示例:

N2S: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
S2N: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
E2N:第1辆车通过路口!
S2N:第1辆车通过路口!
E2N:第2辆车通过路口!
S2N:第2辆车通过路口!
S2N:第3辆车通过路口!
S2N:第4辆车通过路口!
S2E:第1辆车通过路口!
W2S:第1辆车通过路口!
S2N:第5辆车通过路口!
S2N:第6辆车通过路口!
N2S:第1辆车通过路口!
N2W:第1辆车通过路口!
W2S:第2辆车通过路口!
绿灯从S2N--->切换为S2W
N2E: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
S2W: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
N2E:第1辆车通过路口!
S2W:第1辆车通过路口!
S2E:第2辆车通过路口!
N2W:第2辆车通过路口!
N2E:第2辆车通过路口!
N2E:第3辆车通过路口!
E2N:第3辆车通过路口!
W2S:第3辆车通过路口!
N2E:第4辆车通过路口!
E2N:第4辆车通过路口!
E2N:第5辆车通过路口!
N2W:第3辆车通过路口!
S2W:第2辆车通过路口!
S2E:第3辆车通过路口!
W2S:第4辆车通过路口!
E2N:第6辆车通过路口!
N2E:第5辆车通过路口!
W2S:第5辆车通过路口!
绿灯从S2W--->切换为E2W
W2E: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
E2W: lamp is green,下面总共有6个方向能看到车辆通过!
E2W:第1辆车通过路口!
W2E:第1辆车通过路口!
E2W:第2辆车通过路口!
W2E:第2辆车通过路口!

  .........................




 



0 0
原创粉丝点击