交通灯管理系统学习

系统需求：

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。

系统分析：

1、抽取对象：

     根据要求1，6可知需抽取Road对象，

        包括12条路线，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。

     根据要求2，4可知需抽取Lamp对象。

        1）灯的数量
         * 一共有12个灯，控制对应12条路线。
         * 每两个灯一组，同时变绿或者变红，
         * 因此，程序代码只需要控制每组灯中的一个灯
         * S2N,N2S
         * S2W,N2E 
         * E2W,W2E
         * E2S,W2N
         * W2E,N2W
         * E2N,W2S
         * 这里有必要说下现实中的交通规则，由于天朝是遵循向右行使的，
         * 因此只要在不影响直行车辆通行的情况下，右转是不受控制的。
         * 绿灯亮，车可以直行和左转。
         * 那么，上面最后两组灯都可以默认是常绿的（右转灯）
         2）灯的功能
         * 1. 灯是否是绿灯
         * 2. 是绿，将对应方向的灯变绿
         * 3/ 是红灯，将对应方向的灯变红，同是将下一个方向的灯变绿

     根据要求3可知需抽取LampController对象。

         控制灯的变化，每10秒将绿灯变红灯，并将下一个灯变绿。

2、代码分析：

     因为Lamp的路线是固定12条，也就是12个实例对象，所以Lamp应是枚举类。

     因为要模拟车辆通过，这是六个方向的车同时经过，因此需用到多线程，这里用到了线程池，

     相关的类包 java.util.concurrent、Executors

代码实现：

Lamp类：

package com.heima.interview.traffic;public enum Lamp {S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",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);//灯是否是绿灯private boolean lighted;//反方向灯private String opposite;//下一个方向灯private String nextLamp;//构造函数private Lamp(String opposite,String nextLamp,boolean lighted){this.opposite = opposite;this.nextLamp = nextLamp;this.lighted = lighted;}public boolean isLighted(){return lighted;}/** * 若为绿灯，点亮对面的灯 */public void light(){lighted = true;if(opposite != null)Lamp.valueOf(opposite).light();System.out.println(name()+ "is light green,共有六个方向车辆通行");}/** * 若为红灯，对面也为红灯，并点绿下一个灯 * @return 下一个变绿的灯 */public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}Lamp next = null; if(nextLamp != null){next = Lamp.valueOf(nextLamp);next.light();}return next;}}

Road类：

package com.heima.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;/** * 抽取Road对象： * 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 Administrator */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();}vehicles.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(vehicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();if(lighted){System.out.println(vehicles.remove(0)+" is traversing!");}}}}, 1,1, TimeUnit.SECONDS);}}

Lampcontroller类：

package com.heima.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(){//先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，并让下一个方向灯变绿ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){public void run(){System.out.println("对面的哥们，快来");currentLamp = currentLamp.blackOut();}},10, 10,TimeUnit.SECONDS);}}

模拟测试程序：

ackage com.heima.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]);}new LampController();}}