黑马程序员——java基础---交通灯管理系统

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交通管理系统

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑。

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。

思路：

       1.线路分析：

       共有12条线路，为了统一编程模型，可以假设每条线路都有一个红绿灯对其控制，右转弯的四条线路的控制灯可以假设成为 常绿状态，另外，其他的八条线路是两两成对的，可以归为四组。所以，程序只需考虑图中标识了数字号的四条线路的控制灯的切换顺序。

      2.面向对象的分析与设计

        对象：1.红绿灯控制系统。

                     1)设计一个lamp类表示一个交通灯，每个交通灯都维护一个状态，亮或不亮（红，绿）。

                     2)共有12条线路，所以有12个交通灯，其中右转弯为常绿，其他8个交通灯是两两成对的。

                   2.路。

                     1) 12条线路，即12个路对象

                     2)每条线路随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。

                     3)每条线路每隔一秒都会都检查控制本条线路的灯是否为绿，是则将本条线路保存车的集合中的第一辆车移除。

         

交通灯管理系统 具体代码如下：

package com.itheima.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;
/**
 * 路
 * @author zab
 */
public class Road {
//路上的车的集合
private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
//路的名字
private String name = null;
//构造方法
public Road(String name)
{
//给name赋值
this.name = name;
//创建一个线程池对象
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
//给线程池对象任务，任务是在随机的时间内给该路口一辆车
pool.execute(new Runnable()
{
//覆写run方法
public void run() {
//for循环用于随机该条路上的个数
for(int i = 1; i < 1000; i ++)
{
try {
//让线程停止1-10秒，用于模拟实际中车需要1-10秒之间会来一辆车在路口上
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//给车一个名字，然后添加到集合中
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}
});
//创建一个定时器对象，用于定时执行某些任务
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//初始化定时器
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
//要执行的任务
public void run() {
//如果当前路上的有车
if(vechicles.size() > 0){//有车
//获取当前方向的灯的状态
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted)//如果是绿灯
{
//打印出当前方向的某个车通过了路口 ，并在改路口上移除这辆车
System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");
}
}
}
}
//睡眠时间1秒
,1
//间隔时间1秒
,1
,TimeUnit.SECONDS);
}

}

package com.itheima.traffic;


public enum Lamp {
//每一个枚举对象中包含 相反方向的灯，下一个灯和是否为绿灯
/**
*  下面4条路是主要控制的4个路灯，当某个灯亮时，把相对应的灯取出，也变亮。因为路口时相对应的。这样大大简化了逻辑问题
*/
//南到北
S2N("N2S", "S2W",false),
//南到西
S2W("N2E", "E2W", false),
//东到西
E2W("W2E", "E2S", false),
//东到南
E2S("W2N", "S2N", false),
/**
* 下面4条路不需要再麻烦的控制逻辑了，只需要控制和它们相对的方向的灯，然后把对应方向的灯切换一致就行了
*/
//北到南
N2S(null, null, false),
//北到西
N2E(null, null, false),
//西到东
W2E(null, null, false),
//西到北
W2N(null, null, false),

/**
* 无论何时所有路口的车右转都是绿灯通行
*/
//东到北
E2N(null, null, true),
//北到西
N2W(null, null, true),
//西到南
W2S(null, null, true),
//南到西
S2E(null, null, true);
//构造函数初始化灯
private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted)
{
//相反方向的灯（相对应的灯）
this.opposite = opposite;
//下一个绿的灯
this.next = next;
//是否是绿灯
this.lighted = lighted;
}
//是否是绿灯
private boolean lighted;
//相反方向的灯（相对应的灯）
private String opposite;
//下一个绿的灯
private String next;
/**
* 返回相对应的灯的状态
* @return lighted
*/
public boolean isLighted()
{
return lighted;
}
/**
* 让灯亮的方法，灯亮的同时也要判断是否有对应的灯存在，如果有则把对应的灯也点亮
*/
public void light()
{
//点亮当前灯
this.lighted = true;
//如果有对应的灯就制亮
if(opposite != null)
{
Lamp.valueOf(opposite).light();
}
//打印某个方向的灯的为绿         name()是该枚举的方法为什么是6个方向的汽车通过呢？因为有4个方向的车永远是通行的，在加上当前方向以及对应方向，一共有6个方向的车通行
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！");
}
/**
* 把某个灯变为红灯的方法
* @return  下一个变绿的灯
*/
public Lamp blackOut()
{
//把当前方向的灯变红
this.lighted = false;
//把当前对应方向的灯变红
if(opposite != null)
{
Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
}
Lamp nextLamp = null;
//下一个变绿的灯点亮
if(next != null)
{
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从" + name() + "------>>切换为 " + next);
nextLamp.light();
}
//返回下一个变绿的灯
return nextLamp;
}
}

package com.itheima.traffic;


import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 灯控制器类
 * @author zab
 */
public class LampController {
//创建一个灯对象
private Lamp currentLamp;

//灯控制器的构造方法
public LampController()
{
//初始化第一次绿的灯为南到北
currentLamp = Lamp.S2N;
//把绿灯制亮
currentLamp.light();
//定时执行的线程，用于模拟现实中绿灯和红灯亮的时间间隔
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//添加任务
timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable()
{
public void run() {
//调用当前灯的制为红灯的方法，方法返回值是下一个要变绿的灯
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}

},
10,//单位是秒，睡眠时间1秒
10,//间隔执行run()的时间10秒
TimeUnit.SECONDS);
}
}

package com.itheima.traffic;
/**
 * 交通灯管理系统主函数
 * @author zab
 */
public class Main {
//主线程
public static void main(String[] args) {
//创建以个数组存放路口所有方向的路
String[] directions = new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S",
"N2S","N2E","W2E","W2N"
,"S2E","E2N","N2W","W2S"};
//把路口上所有方向的路都实现出来
for(int i = 0; i < directions.length; i ++)
{
new Road(directions[i]);
}
//启动路灯控制系统进行开始工作
new LampController();
}
}