黑马程序员_交通灯系统

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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。

   

面向对象的分析和设计：

  根据名词提炼法可以看出需求有红绿灯，红绿灯的控制系统，汽车，路线。我们这里并不要体现车辆移动的过程，只是捕捉出车辆穿过路口的过程，也就是捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象，用一个字符串表示就可以了。汽车看到自己所在路线对应的灯绿了,还需要看其前面是否有车，该问路，路中存储着车辆的集合，路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。

总共有12条路线，可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条路线的控制灯为常绿状态，另外其他的8条线路是两两成对的，可以归为4组，所以，程序只需考虑4条路线的控制灯的切换顺序，这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换。

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。

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，表示车穿过了路口

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，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。

每个Lamp对象中的亮黑状态用一个布尔值变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的灯依次变亮，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。 

增加让Lamp变亮和变黑的方法：light和blackOut，对于四个方向上的灯，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。

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。

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。

构造方法中要设定第一个为绿的灯。

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。

用for循环创建出代表12条路线的对象。

接着再获得LampController对象并调用其start方法。

Road类：

这个类需要提供一个集合来存储这条路中的集合。

定义一个构造方法，传一个参数来定义这条路的名字。

private String name;

public Road(String name){

 this.name=name;

}

初始化时要起一个线程池来往集合中添加车辆。

ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();

pool.execute(new Runnable(){

 public void run(){

  for(int i=1;i<1000;i++){

   vehicle.add(Road.this.name+"_"+i);

   try {

    Thread.sleep((int)(10000*Math.random()));

   } catch (InterruptedException e) {

    e.printStackTrace();

   }

  }

 }

});

在实例化Road时要红绿灯来减少车辆。所以要固定去检测红绿灯，如果是绿灯，则去除集合中第一个元素。所以用定时器来设计。

ScheduledExecutorService time=Executors.newScheduledThreadPool(1);

time.scheduleAtFixedRate(

 new Runnable(){

  public void run(){

   boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight(); //得到这条路的灯的状态

   if(vehicle.size()>0&&lighted){  //判断这条路是否有车并且判断灯是否是绿灯。

    System.out.println(vehicle.remove(0)+" is traversing !");  //如果是绿灯则去掉路上的第一辆车。

   }

  }

 },

 1, //多长时间执行。

 1,  //执行后多长时间再执行。

 TimeUnit.SECONDS);//上述时间的点位。

Road类具体代码如下：

public class Road {

 private String name;

 List<String> vehicle=new ArrayList<String>();

 

 public Road(String name){

  this.name=name;

  ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();

  pool.execute(new Runnable(){

   public void run(){

    for(int i=1;i<1000;i++){

     vehicle.add(Road.this.name+"_"+i);

     try {

      Thread.sleep((int)(10000*Math.random()));

     } catch (InterruptedException e) {

      e.printStackTrace();

     }

    }

   }

  });

  

  ScheduledExecutorService time=Executors.newScheduledThreadPool(1);

  time.scheduleAtFixedRate(

    new Runnable(){

     public void run(){

      boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight();

      if(vehicle.size()>0&&lighted){

       System.out.println(vehicle.remove(0)+" is traversing !");

      }

     }

    },

    1,

    1,

    TimeUnit.SECONDS);

 }

}

灯的枚举；

enum Lamp{

 S2N,S2W,E2W,E2S,

 N2S,N2E,W2E,W2N,

 S2E,E2N,N2W,W2S;

}

private boolean lighted;

public boolean isLight(){

 return lighted;

}

 

public Lamp Red(){

 this.lighted=false;

}

public void Green(){

 this.lighted=true;

}

enum Lamp{

 S2N(false,"N2S","S2W"),S2W(false,"N2E","E2W"),E2W(false,"W2E","E2S"),E2S(false,"W2N","S2N"),

 N2S(false,null,null),N2E(false,null,null),W2E(false,null,null),W2N(false,null,null),

 S2E(true,null,null),E2N(true,null,null),N2W(true,null,null),W2S(true,null,null);

 ……

}//第一个是当前状态，第二个是对面灯，第三个是下一个灯。

public Lamp Red(){

 this.lighted=false;

 if(opposite!=null){

  Lamp.valueOf(this.opposite).Red();//当自己变红时，对面灯也要红

 }

 if(nextLamp!=null){

  Lamp.valueOf(nextLamp).Green();

 }

 return nextLamp==null?null:Lamp.valueOf(nextLamp);//自己变红时返回下一个变绿的灯。

}

public void Green(){

 this.lighted=true;

 if(opposite!=null){

  Lamp.valueOf(this.opposite).Green();//自己变绿时，对面灯也变绿。

 }

}

public enum Lamp {

 S2N(false,"N2S","S2W"),S2W(false,"N2E","E2W"),E2W(false,"W2E","E2S"),E2S(false,"W2N","S2N"),

 N2S(false,null,null),N2E(false,null,null),W2E(false,null,null),W2N(false,null,null),

 S2E(true,null,null),E2N(true,null,null),N2W(true,null,null),W2S(true,null,null);

 

 private Lamp(boolean lighted,String opposite,String nextLamp){

  this.lighted=lighted;

  this.opposite=opposite;

  this.nextLamp=nextLamp;

 }

 

 private boolean lighted;

 private String opposite;

 private String nextLamp;

 

 public boolean isLight(){

  return lighted;

 }

 

 public Lamp Red(){

  this.lighted=false;

  if(opposite!=null){

   Lamp.valueOf(this.opposite).Red();

  }

  

  if(nextLamp!=null){

   Lamp.valueOf(nextLamp).Green();

  }

  return nextLamp==null?null:Lamp.valueOf(nextLamp);

 }

 public void Green(){

  this.lighted=true;

  if(opposite!=null){

   Lamp.valueOf(this.opposite).Green();

  }

 }

 

}

控制器：

需要使用Executors类；

public class LampConsole {

 Lamp currentlyLamp=Lamp.S2N;//首先选择一个灯

 public LampConsole(){

  currentlyLamp.Green();//将灯变绿

  ScheduledExecutorService times=Executors.newScheduledThreadPool(1);

  times.scheduleAtFixedRate(

    new Runnable(){

     public void run(){

      currentlyLamp=currentlyLamp.Red();将灯变红并且返回下一个灯。

     }

    },

    10,//过多长时间执行

    10,//再过多长时间接着执行

    TimeUnit.SECONDS); //时间单位，此处是秒

 }

}

 

主方法：

public class MainClass {

 public static void main(String args[]){

  String[] str={"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"}; //定义一个数组来存储12条路的名字

  for (String string : str) {

   new Road(string);//实例化12条路

  }

  new LampConsole();//实例化控制器；

 }

}

 

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