黑马程序员--交通灯管理系统

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交通灯管理系统:

项目需求

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
举个例子。
有一辆从北向南开的汽车，当这辆车行驶到十字路口的时候，有三种选择：向西拐、向东拐、继续向南行驶。
所以，由此可以推测出，在十字路口，来自四个方向的车共有12种路线。
下面是示意图：



Road类表示路线，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。
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。
其中在4个右拐弯一直可以通车，所以灯为常绿。
其他8条线路两两成对，可分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。

即，路线1行驶完成后路线2行驶，依次路线3、4，然后循环 路线1、2、3、4。
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，设置这些灯为常亮状态，即永远不变黑。
另外8个灯，它们是两两成对的，可以归为4组，
所以，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。
人在黑板上画圆，画圆的方法只有圆最清楚。
小球和绳子的例子：

class Rope
{
private Point start;
private Point end;
public Rope(Point start,Point end)
{
this.start=start;
this.end=end;
}

public Point nextPoint(Point currentPoint)
{
/*通过两点一线的数学公式可以计算出当前点的下一个点，这个细节不属于设计阶段要考虑的问题，如果当前点是终止点，则返回null，如果当前点不是线上的点，则跑出异常。*/
}

}

class Ball
{
private Rope rope;
private Point currentPoint;
public Ball(Rope rope,startPoint)
{
this.rope=rope
this.currentPoint=startPoint;
}

public void move()
{
currentPoint = rope.nextPoint(currentPoint);
System.out.println("小球移动到了"+currentPoint);
}

}

面向对象设计把握一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。
石头磨成石刀

石刀砍树获得木材

木材制成椅子

StoneKnife = KnifeFactory.createKnife(stone);

//石头变成石刀后自身不见了，所以不是石头的方法

material = StoneKnife.cut(tree);

Chair = ChairFactory.makeChair(material);

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

代码的编写
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。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Road
{
private List<String> vechicles = ArrayList<String>();

private String name = null;
public Road(String name)//final String name即可
{
this.name=name;

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();
}

Thread.vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);
//为了复习更多知识点
}
}
});
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
//定时器
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnabel(){
public void run(
if(vechicles.size()>0))//检查有没有车
{
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted)    //最好不要写成lighted==true
{
System.out.println(vechicles.remove(0)+"is travversing!");
//返回的是取出的那个值
}
}
},
1,  //多长时间之后做什么事
1,
TimeUnit.SECONDS);

timer.schedule(
new Runnable(){},
1,
unit);

}

}

路做完了，下面是灯：

new 一个Enum

起名为Lamp

public enum Lamp
{

//传递参数为对应的灯，下一个灯，和初始值
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)
//由于枚举的特性，可能有的参数传递时还没有被初始化。
{
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}

private Lamp(){}
//防止报错，有的灯没有对应的灯。

private boolean lighted;
private String opposite;
private String next;

public boolean isLighted()
{
return lighted;
}

public void light()
{
this.lighted = true;
if(opposite!=null)
{
Lamp lampOpposite = Lamp.valueOf(opposite);
lampOpposite.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");
}

public void blackOut()
{
this.lighted = false;

if(opposite!=null)
{
Lamp lampOpposite = Lamp.valueOf(opposite);
lampOpposite.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;
}

}

灯的控制器：

public class LampController
{
private Lamp currentLamp;
public LampController()
{
currentLamp = lamp.S2N;
currentLamp.light();

ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool();
timer.scheduleAtFixedRate
{
new Runnable()
{
public void run()
{
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
},
10,
10,
TimeUnit.SECONDS
};
}

}

MainClass类;

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"
};
//选中-编辑-Find/Replace-，-> "," -> Selected Lines

for(int i=0;i<directions.length;i++)
{
new Road(directions[i]);
}

new LampController();
}

}