黑马程序员_交通灯管理系统

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一、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：

     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。

二、分析



     总共有12条路线，为了统一编程模型，可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条路线的控制灯可以假设称为常绿状态，另外，其他的8条线路是两两成对的，可以归为4组，所以，程序只需考虑图中标注了数字号的4条路线的控制灯的切换顺序，这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换，不必额外考虑。

     红绿灯的控制系统，汽车，路线。汽车看到自己所在路线对应的灯绿了就穿过路口吗？不是，还需要看其前面是否有车，看前面是否该有增加车辆和减少车辆的方法了。再看题目，我们这里并不要体现车辆移动的过程，只是捕捉出车辆穿过路口的过程，也就是捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象，用一个字符串表示就可以了。

三、代码
       1、Road 类

每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。

在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机的时间向vehicles集合中增加一辆车（用一个“路线名_id”形式的字符串进行表示）。

在Road对象的构造方法中启动一个定时器，每隔一秒检查该方向上的灯是否为绿，是则打印车辆集合和将集合中的第一辆车移除掉。

[align=left]package com.isoftstone.interview.traffic;[/align] [align=left]import java.util.*;[/align] [align=left]import java.util.concurrent.ExecutorService;[/align] [align=left]import java.util.concurrent.Executors;[/align] [align=left]import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;[/align] [align=left]import java.util.concurrent.TimeUnit;[/align] [align=left] [/align] [align=left]public class Road {[/align] [align=left]     //为了面向接口编程使用List而不是ArrayList[/align] [align=left]     private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();[/align] [align=left]     //定义路的名字[/align] [align=left]     private String name = null;[/align] [align=left]     //路[/align] [align=left]     public Road(String name){[/align] [align=left]           this.name = name;[/align] [align=left]          [/align] [align=left]          ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();[/align] [align=left]           //调用execute函数，给线程池提交一个任务[/align] [align=left]          pool.execute( new Runnable(){[/align]                publi 4000 c void run() { [align=left]                    //产生车[/align] [align=left]                    for(int i=1;i<1000;i++){[/align] [align=left]                         try {[/align]                              Thread. sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000); [align=left]                        } catch (InterruptedException e) {[/align] [align=left]                              // TODO Auto-generated catch block[/align] [align=left]                             e.printStackTrace();[/align] [align=left]                        }[/align] [align=left]                         //向路上添加车[/align]                          vechicles.add(Road.this.name + "_" + i); [align=left]                   }[/align] [align=left]                   [/align] [align=left]              }[/align] [align=left]          });[/align] [align=left]           //定义一个定时器[/align] [align=left]          ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);[/align] [align=left]          timer.scheduleAtFixedRate([/align] [align=left]                    new Runnable(){[/align] [align=left]                         public void run(){[/align] [align=left]                              if(vechicles .size()>0){//如果路上有车[/align] [align=left]                                   boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this. name).isLighted();[/align] [align=left]                                   if(lighted){//如果灯亮[/align]                                        System. out.println(vechicles .remove(0) + " is traversing !"); [align=left]                                  }[/align] [align=left]                             }[/align] [align=left]                        }[/align] [align=left]                   },[/align] [align=left]                   1, //指定过多长时间去执行run()[/align] [align=left]                   1,   //执行完以后，再过多场时间继续执行run()[/align] [align=left]                   TimeUnit. SECONDS);//时间单位[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]}[/align]

     2、Lamp类
          系统中有12个方向上的灯，在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应的灯的实例对象，综合这些因素，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。
             每个Lamp对象中的红、绿状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象依次轮询变亮，Lamp对象中还要有一个opposite变量来表示它们相反方向的灯， 再用一个next变量来表示此灯变绿后的下一个变绿的灯。这三个变量用构造方法的形式进 行赋值，因为枚举元素必须在定义之后引用，所以无法再构造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。 
 
           
          增加让Lamp变绿和变红的方法：getGreen和getRed，对于S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上 的Lamp对象，这两个方法内部要让相反方向的灯随之变绿和变红，getRed方法还要让下一个 灯变绿。
          
          除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象之外，其他方向上的Lamp对象的 next和opposite属性设置为null即可，并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象的next和opposite属性必须设置为null，以便防止getGreen和getRed进入死循环。

[align=left]package com.isoftstone.interview.traffic;[/align] [align=left]/**[/align] [align=left] * [/align] [align=left] [/align] [align=left] * @author Administrator[/align] [align=left] *[/align] [align=left] */[/align] [align=left]public enum Lamp {[/align] [align=left]     //每个枚举元素各表示一个方向的控制灯[/align] [align=left]     //南北，                                       南西，                                                东西,                   东南[/align] [align=left]     S2N("N2S", "S2W",false ),S2W("N2E", "E2W",false ),E2W("W2E", "E2S",false ),E2S("W2N", "S2N",false ),[/align] [align=left]     N2S(null, null,false ),N2E(null, null,false ),W2E(null, null,false ),W2N(null, null,false ),[/align] [align=left]     S2E(null, null,true ),E2N(null, null,true ),N2W(null, null,true ),W2S(null, null,true );[/align] [align=left]     [/align] [align=left]     private Lamp(){};[/align] [align=left]     [/align] [align=left]     private Lamp(String opposite,String next, boolean lighted){[/align] [align=left]           this.opposite = opposite;[/align]            this cad0 .next = next; [align=left]           this.lighted = lighted;[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]     //灯的状态[/align] [align=left]     private boolean lighted ;[/align] [align=left]     //对应的灯的名字。[/align] [align=left]     private String opposite;[/align] [align=left]     //下一个变绿的灯[/align] [align=left]     private String next;[/align] [align=left]     [/align] [align=left]     public boolean isLighted(){[/align] [align=left]          [/align] [align=left]           return lighted ;[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]     //灯变亮[/align] [align=left]     public void light(){[/align] [align=left]           this.lighted = true;[/align] [align=left]           if(opposite != null){[/align] [align=left]              Lamp. valueOf(opposite).light();[/align] [align=left]          }[/align] [align=left]          System. out.println(name() + " lamp is greem, 下面总共看到6个方向的车通过" );[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]     //灯变黑[/align] [align=left]     public Lamp blackOut(){[/align] [align=left]           this.lighted = false;[/align] [align=left]           if(opposite != null){[/align] [align=left]              Lamp. valueOf(opposite).blackOut();[/align] [align=left]          }[/align] [align=left]          [/align] [align=left]          Lamp nextLamp = null;[/align] [align=left]           if(next != null){[/align] [align=left]              nextLamp = Lamp. valueOf(next);[/align]               System. out.println("绿灯从" + name() + "---->切换为" + next ); [align=left]              nextLamp.light();[/align] [align=left]              [/align] [align=left]          }[/align] [align=left]           return nextLamp;[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]     [/align] [align=left]     [/align] [align=left]}[/align]

     3、LampController类
          
          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。
          LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。
          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

          

package com.isoftstone.interview.traffic; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class LampController {      //当前的灯      private Lamp currentLamp;      public LampController(){           this.currentLamp = Lamp.S2N;           this.currentLamp.light();           //定义定时器           ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);           timer.scheduleAtFixedRate(                     new Runnable(){                          public void run(){                               //System.out.println("来了");                               currentLamp = currentLamp.blackOut();                          }                     },                     10,                     10,                     TimeUnit.SECONDS);      } }

     4、测试类
     

[align=left]package com.isoftstone.interview.traffic;[/align] [align=left] [/align] [align=left]public class MainClass {[/align]      public static void main(String[] args){ [align=left]          [/align] [align=left]          String[] directions = new String[]{[/align] [align=left]                    "S2N","S2W" ,"E2W" ,"E2S" ,"N2S" ,"N2E" ,"W2E" ,"W2M" ,"S2E" ,"E2N" ,"N2W" ,"W2S"[/align] [align=left]          };[/align] [align=left]           for(int i=0;i<directions.length;i++){[/align] [align=left]               new Road(directions[i]);[/align] [align=left]          }[/align] [align=left]          [/align] [align=left]           new LampController();[/align] [align=left]     }[/align] [align=left]}[/align]