黑马程序员----交通灯管理系统

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题目(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：

·        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。

自己的理解:

首先使用名词提炼发，汽车过马路，有汽车，马路，红绿灯，

红绿灯的控制系统四个名词。车通过红绿灯过马路，车只有开启和停下的功能，他过
马路这个动作不是他控制的，是通过马路来判断的，马路上面有车的集合，某个时刻，马路上少了一辆车，就判断说车过了红绿灯。

创建路的对象road，路是代表的某个方向的名字，所以在创建对象时加入name参数表示是哪个方向上的路，当我们创建路的对象的时候，创建某个方位的路的对象，那条路上就应该有产生车和车过马路的共性行为，所以要创建两个线程来分别操作产生车和定时器来移除车，这里使用到Executors类，能产生单线程和控制器，控制器
通过判断这条路当前的灯是否为绿来让车同行，并确定同行的实现。

再来说红绿灯这个类，我们可以用枚举来实现，因为有12条路，就应该有12个灯，对象是固定取值的，由于当前路上的灯亮时，对面路上的灯也会
亮，当前路上灯为红时，下一路口上的灯为绿，所以我们可以创建一个有参的构造，参数分别为下一个路口的灯，对面路口的灯和当前灯的明暗情况，由于
在调用时下面的对象还未创建，所以参数用字符串表示。灯有亮和不亮这两个属性。

还需要定义一个控制系统，设置成单例模式，来构造第一个为绿的灯，启动一个定时器，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。主函数创建路的对象，把路的名字作为参数循环穿进去，开启控制系统。

利用张孝祥老师的图更好理解

根据自己理解，并且利用名词提炼法，分别写出各自的类.

1,Road类

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。   * @author 张孝祥 www.it315.org   *   */    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);                               }    }  

2.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。

package com.isoftstone.interview.traffic;         /**   * 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。   * @author 张孝祥 www.it315.org   *   */    /**/         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;            }    }  

3.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。

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);            }    }  

4.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

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]);                   }                                      /*产生整个交通灯系统*/                            new LampController();            }         }  

总结:

（一）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。
  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，即系统中总共要产生12个Road实例对象。
  2.每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。
  3.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。
（二）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。
  1.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，并且能返回自己的亮黑状态。
  2.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。
  3.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类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。
  4.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类改用枚举来做显然具有很大的方便性，永远都只有代表12个方向的灯的实例对象。
  5.设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

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