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交通灯管理系统

一、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：

异步随即生成按照各个路线行驶的车辆。

例如：

 由南向来去往北向的车辆...直行车辆

 由西向来去往南向的车辆...右转车辆

 由东向来去往南向的车辆...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。

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）

 

随即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。

二、代码实现

Road类：

 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，即系统中同要产生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，即表示穿过了路口。

4、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。

 

E：东

1.E2W    2.E2S     3.E2N

S：南

 

1.S2N     2.S2W    3.S2E

W：西 

1.W2E    2.W2N    3.W2N

N：北

1.N2S    2.N2W    2.N2E

 如下图：

java代码：

public class Road {        private List<String> vechicies = new ArrayList<String>(); //车的集合            private String name = null; //路的名字            public Road(String name) {          this.name = name;                    ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();  //创建一个线程池                    pool.execute(new Runnable(){    //匿名内部类创建一个线程，开启一个线程                @Override              public void run() {                  for(int i=1;i<1000;i++) {                      try {                          Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000); //每隔1-10秒创建一辆车                      } catch (InterruptedException e) {                          e.printStackTrace();                      }                      vechicies.add(Road.this.name + "" + i);//将车辆加入集合中                  }              }          });                    ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); //创建一个定时器          timer.scheduleAtFixedRate(                  new Runnable(){                        @Override                      public void run() {                          if(vechicies.size()>0) { //检查路上是否有车                                                            boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//取得灯的状态                                                            if(lighted) { //检查灯是否是绿灯                                  System.out.println(vechicies.remove(0) + "is traversing !");                              }                          }                      }},                   1,                   1,                   TimeUnit.SECONDS);                }              }  

 Lamp类：

 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。 

java代码：

public enum Lamp {        //定义12条路线相应的灯      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);            private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){//Lamp的构造函数          this.opposite = opposite;          this.next = next;          this.lighted = lighted;      }            private boolean lighted; //灯是否是亮的标记     private String opposite;    //对应线路的灯      private String next;//下一个灯            public boolean isLighted() {//检测灯是否点亮          return lighted;      }            /**      * 将灯变亮      */      public void light() {          this.lighted = true;          if (opposite != null) {//将对应的灯点亮              Lamp.valueOf(opposite).light();          }                System.out.println(name() + "lamp is green!");      }            /**      * 将灯变黑      */      public Lamp blackOut() {          this.lighted = false;          if (opposite != null) {//将对应的灯熄灭              Lamp.valueOf(opposite).blackOut();          }                    Lamp nextLamp = null;                    if(next != null) {//将下一个灯点亮              nextLamp = Lamp.valueOf(next);              nextLamp.light();          }                    return nextLamp;      }  }  

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。

java代码：

public class LampController {        private Lamp currentLamp; //当前的灯            public LampController() {          currentLamp = Lamp.S2N;          currentLamp.light();                    ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);          timer.scheduleAtFixedRate(                  new Runnable(){                        @Override                      public void run() {                            currentLamp = currentLamp.blackOut();//将当前灯熄灭，并获得下一个灯的对象                      }                                        },                   10,                   10,                   TimeUnit.SECONDS);      }  }  

 

MainClass：

Java代码：

public class MainClass {      public static void main(String[] args) {            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();      }    }