【黑马程序员Java学习技术博客——交通灯管理

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、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。

二、面向对象思想需要把握的重要原则：
  
谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。
 
 这里有几个面向对象的几个经典事例（）：
 从这些小的案例是我有了更深的面向对象的观念。
1.人在黑板上画圆，画圆的方法是谁提供的？
 答：因为画圆需要圆心和半径，而圆心和半径是圆具有的属性，
所以画圆的方法是圆提供的，人只是在调用圆的方法而已。

2.列车司机紧急刹车，刹车的动作是谁的？
 答：因为刹车需要启动一系列的刹车引擎，而这一系列的刹车动作只有车知道，
是车具有的属性与方法，所以刹车这个动作是车提供的。

3.售货员统计收获小票的金额，统计金额的动作是谁的？
 答：因为只有小票知道自己票上的金额是多少，这是数据是小票所具有的，
所以统计金额的动作是小票提供的，而人只是在调用小票所具有的统计金额的方法。

4.你把门关上了，关门的动作是谁的？
 答：因为关门需要有门轴的转动旋转等一系列的动作，而这些动作只有门知道，
我们是在调用门的关门方法把门给关上了，所以关门的工作应该是门提供的。

三、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。

要用面向对象的思想分析项目中需要哪些对象。
       张老师经验分享：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。
①因为要获得每条路线上车辆的数据，所以要把路线看成拥有这些数据的 对象，所以要有一个描述路线的类，起名：Road
②车辆是走还是停要由灯的颜色来控制，所以颜色是灯的属性，灯要提供获取和改变颜色的方法，所以灯也是对象，起名：lamp
③灯的颜色是定时改变的所以要有灯的控制系统，来调用灯提供的方法定时改变灯的颜色。这些灯的控制系统属于一个系统
 所以用单例设计模式。起名：LampController

       实现该系统的重点是通过分析该路口车辆的所有可能路线，来组织涉及到的对象。由于本系统不涉及车辆对象的内部结构，所以只把他定义为了路线对象的成员属性。交通灯类的对象只有对应于12条路线的12个对象，所以可以把交通灯设计为枚举，再设计一个启动和控制交通灯的类。

具体java代码如下：

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);

}

}

LampController类：
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("来啊");
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
},
10,
10,
TimeUnit.SECONDS);
}
}

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，
a40c
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*/
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);

private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
this.opposite = opposite;
this.next = next;
this.lighted = lighted;
}

/*当前灯是否为绿*/
private boolean lighted;
/*与当前灯同时为绿的对应方向*/
private String opposite;
/*当前灯变红时下一个变绿的灯*/
private String next;
public boolean isLighted(){
return 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;
}
}

总结：

1、使用 面向对象的思想

? ? ? 即：谁拥有数据，谁就提供操作这些数据的方法。。。

2、 练习了 枚举，线程池，定时器的使用