黑马程序员-交通灯管理系统

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交通灯管理系统

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

Ø 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

。。。

Ø 信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

Ø 应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

Ø 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。

Ø 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）。

Ø 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。

Ø 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。

面向对象的设计分析：

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。

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。

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。

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。

Road类的设计：

路上有车，每一条路都对应拥有自己的车，可以用一个集合将车暂存起来。每一条路会有一个名字，如E2W，每一条路和交通灯想对应，所以可以用交通灯的名字给路命名（其实事实恰恰相反，是有了路的名才有了交通灯的名字，这里这么说是为了类的设计）。路上每时每刻都会有新的车来到路上，可以用一个线程模拟加入到集合中。当对应的绿灯亮时，路上的车就可以走了，所以路还需要提供减少车辆的方法（即车过十字路口）。

Lamp类的设计：

由于每一灯只有一个实例，所以可以用枚举实现。等会亮和熄灭，所以需要提供这两个方法。当灯亮时，会给路上的车一个信号，说明可以通过了；当灯熄灭时，也给路上的车一个信号，此时不可以过路。在前面中的分析已经提到，只有四个灯是有逻辑的，其相对的灯可以跟随这四个灯同时亮或者熄灭。这四个灯分别为S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","W2E",false),W2E("E2W","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false)，其中第一参数为对应的灯，第二个灯是下一个要亮起的灯，第三个参数表示灯的状态灯亮时，对应的灯也亮起。灯熄灭时，对应的灯也熄灭，同时将下一个灯开启。

具体代码如下：

package traffic;

public enum Lamp {

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

N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),E2W(null,null,false),W2N(null,null,false),

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

private boolean lighted;

private String opposite;

private String next;

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

this.opposite = opposite;

this.next = next;

this.lighted = lighted;

}

public boolean isLighted(){

return this.lighted;

}

public void light(){

this.lighted = true;

String oppositeLampName = this.opposite;

if(oppositeLampName != null){

Lamp oppositeLamp = Lamp.valueOf(opposite);

oppositeLamp.light();

System.out.println(name() + " 和 " + oppositeLampName + " 亮起来！！！！！");

}

}

public Lamp blackOut(){

this.lighted = false;

String nextLampName = this.next;

String oppositeLampName = this.opposite;

//Lamp opposite = Lamp.valueOf(this.opposite);

//opposite.blackOut();

if(nextLampName != null && oppositeLampName != null){

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

Lamp nextLamp = this.getNextLamp();

opposite.blackOut();

System.out.println(name() + " 和 " + oppositeLampName + " 熄灭！！！！！");

nextLamp.light();

return nextLamp;

}

return null;

}

private Lamp getNextLamp(){

return Lamp.valueOf(this.next);

}

}

package traffic;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampController {

private Lamp lamp;

public LampController(Lamp lamp){

this.lamp = lamp;

lamp.light();

ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);

service.scheduleAtFixedRate(

new Runnable(){

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

System.out.println("控制器开始控制！！！！！！！！！！！！！！！！！！");

LampController.this.lamp = LampController.this.lamp.blackOut();

}

},

10,

10,

TimeUnit.SECONDS);

}

}

package 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;

public class Road {

private String name;

private List<String> vehicles = new ArrayList<String>();

public Road(String name) {

this.name = name;

this.init();

this.running();

}

private void init() {

ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();

service.execute(new Runnable() {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

try {

// System.out.println("hello world");

for (int i = 0; i < 1000; i++) {

// System.out.println("welcome");

Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 500);

// System.out.println(Road.this.name + "正在跑车" +

// Road.this.vehicles.remove(0));

Road.this.vehicles.add(Road.this.name + "_"

+ String.valueOf(i + 1));

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

});

}

private void running() {

/*

* ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();

*

* service.execute(new Runnable() {

*

* //Lamp lamp = Lamp.valueOf(name);

*

* @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub

*

* //System.out.println("启动线程");

*

* //boolean lighted = lamp.isLighted(); boolean lighted =

* Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); while (lighted) { if

* (vehicles.size() > 0) System.out.println(Road.this.name + "正在跑车:" +

* Road.this.vehicles.remove(0));

*

* try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { // TODO

* Auto-generated catch block e.printStackTrace(); }

*

* lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

*

* }

*

* } });

*/

ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);

service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

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

if (lighted) {

if (vehicles.size() > 0) {

System.out.println(Road.this.name + "正在跑车:"

+ Road.this.vehicles.remove(0));

}

}

}

}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);

}

}

package traffic;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

String[] roads = {"S2N" ,"S2W" ,"W2E" ,"E2S" ,"N2S" ,"N2E" ,"E2W" ,"W2N" ,"N2W" ,"W2S" ,"S2E" ,"E2N"};

new LampController(Lamp.S2N);

for(int i = 0; i < roads.length; i++){

new Road(roads[i]);

//new LampController(Lamp.valueOf(roads[i]));

}

}

}

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