黑马程序员-交通灯管理系统

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需求：

交通灯管理系统的项目需求
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。

分析：

1、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。

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，即表示车穿过了路口。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。
2、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。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。设计一个 LampController 类，它定时让当前的绿灯变红。

代码：

package com.isoftstone.interview.triffic;import java.util.List;import java.util.ArrayList;import java.util.Random;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Road {private  List<String> vechicles = new ArrayList<String>();private String name = null;//在这个构造函数中,传回哪个方向的车,开启一个线程池用于产生车辆,一个定时器用于观察交通灯状态public Road(String name){this.name = name;//模拟车辆不断随机上路的过程//使用线程池，通过产生单个线程的方法，创建一个线程池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。产生一个单线程，创建定时器。ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//判断路上是否有车，有则进行相应的操作if(vechicles.size()>0){boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//每隔1秒让车通行，通行前要先判断灯是否亮，亮了才能通行，即从集合中移除if(lighted==true){System.out.println(vechicles.remove(0)+" is traversing!");}}}}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);}}

package com.isoftstone.interview.triffic;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;}private Lamp(){this.opposite = opposite;}//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;//灯的判断是否亮的方法public boolean isLighted(){return lighted;}//让这个方向的等亮起来,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public Lamp blackOut(){this.lighted = false;if(opposite != null){Lamp.valueOf(opposite).blackOut();}Lamp nextLamp = null;if(next != null){nextLamp = Lamp.valueOf(next);nextLamp.light();System.out.println("绿灯从"+name()+"---------->切换为"+ next);}return nextLamp;}}

package com.isoftstone.interview.triffic;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() {currentLamp = currentLamp.blackOut();}}, 10,10, TimeUnit.SECONDS);}}

package com.isoftstone.interview.triffic;public class MainClass {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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