交通灯管理系统


交通灯管理系统

知识概要：
（1）交通灯管理系统需求分析：
（2）交通灯管理系统图例说明
（3）面向对象的分析与设计
（4）Road类的编写
（5）Lamp类的编写
（6）LampController类的编写
（7）MainClass类的编写
交通灯管理系统需求分析：



交通灯管理系统图例说明



面向对象的分析与设计



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1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。

设计一个Lamp类来表示一个交通灯，总共有12条路线，所以，系统中总共要产生12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。


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类的编写

package com.isoftstone.interview.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;

/**
* 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。
* @author 张孝祥 www.it315.org
*
*/
public class Road {
private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();

private  String name =null;

public Road(String name){
this.name = name;

//模拟车辆不断随机上路的过程
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();
}
vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
}
}

});

//每隔一秒检查对应的灯是否为绿，是则放行一辆车
ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
if(vechicles.size()>0){
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted){
System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");
}
}

}
},
1,
1,
TimeUnit.SECONDS);

}
}

Lamp类的编写

<strong>package com.isoftstone.interview.traffic;

/**
* 每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。
* 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，
* 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：
* s2n,n2s
* s2w,n2e
* e2w,w2e
* e2s,w2n
* s2e,n2w
* e2n,w2s
* 上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，
* 所以，可以假想它们总是绿灯。
* @author 张孝祥 www.it315.org
*
*/
/**/

public enum Lamp {
/*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯，构成循环*/

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

/*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯，它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计！*/

N2S(null,null,false),
N2E(null,null,false),
W2E(null,null,false),
W2N(null,null,false),

/*由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制，所以，可以假想它们总是绿灯*/
S2E(null,null,true),
E2N(null,null,true),
N2W(null,null,true),
W2S(null,null,true);

/*定义一个成员变量，表示当前灯的状态是否为绿*/

private boolean lighted;

/*定义一个成员变量，表示与当前灯同时为绿的对应方向，用字符串表示*/

private String opposite;

/*定义一个成员变量，当前灯变红时下一个变绿的灯，用字符串表示*/

private String next;

public boolean isLighted(){

return lighted;
}

//枚举对象带参数的构造函数

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

this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}

/**
* 某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿
*/

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

}

/**
* 某个灯变红时，对应方向的灯也要变红，并且下一个方向的灯要变绿
* @return 下一个要变绿的灯
*/

public Lamp blackOut(){
this.lighted = false;
if(opposite != null){
Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
}

Lamp nextLamp= null;
if(next != null){
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从" + name() + "-------->切换为" + next);
nextLamp.light();
}
return nextLamp;
}
}
</strong>

LampController类的编写

<span style="font-size:18px;"><strong>package com.isoftstone.interview.traffic;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class LampController {

private Lamp currentLamp;

public LampController(){
//刚开始让由南向北的灯变绿;
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.light();

/*每隔10秒将当前绿灯变为红灯，并让下一个方向的灯变绿*/
ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public  void run(){
System.out.println(currentLamp.name()+"马上变红，请注意");
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
},
10,
10,
TimeUnit.SECONDS);
}
}
</strong></span>

MainClass类编写

package com.isoftstone.interview.traffic;

public class MainClass {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {

/*产生12个方向的路线*/
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]);
}

/*产生整个交通灯系统*/
new LampController();
}

}

个人总结：本系统比较详细的运行了面向对象思想编程，将以往知识点综合在一起运行，要求Java功底比较扎实。
另外：本系统还有不是特别完善的地方。接下来可以根据自己的观点将车辆的产生利用线程的方式改进而不是for循环。