黑马程序员-张孝祥交通灯管理系统

----------------------
ASP.Net+Unity开发、.Net培训、期待与您交流！ ----------------------

一、系统需求

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

1.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

。。。

2.信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

3.应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

4.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：南北向车辆和东西向车辆交替放行，同方向等待车辆应该先放行执行车辆后放行左转车辆。

5.每辆车通过路口时间为1秒（提示：可通过线程Sleep方式模拟）。

6.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。

7.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、面向对象的分析和设计

1.面向对象设计的一个重要经验

面向对象设计把我一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作这些数据的方法。

示例1：两块石头磨成一把石刀，石刀可以砍树，砍成木材，木材做成椅子。

分析：这里有这样几个对象，分别是石头Stone，石刀StoneKnife，树Tree，木材Material，椅子Chair。

首先将石头Stone磨成石刀StoneKnife的方法不能再石头Stone内部，因为石头Stone磨成石刀StoneKnife之后就消失了，不符合逻辑。创建一个石刀工厂KnifeFacotry，在工厂中有一个创建石刀的方法createKnife的方法，接收石头Stone作为参数，返回值为石刀StoneKnife。即StoneKnife
knife = KnifeFactory.createKnife(Stone... stone)。

其次，石刀可以砍树，砍成，说明石刀有一个砍树的方法cut，方法接收树Tree作为参数，返回值为木材Material，即Material m = StoneKnife.cut(Tree t)。

再次，木材做成椅子，可以创建一个椅子工厂ChairFactory，有一个制造椅子的方法makeChair，接收木材作为参数，返回值为椅子，即Chair c = ChairFactory.makeChair(Material m)。

示例2：球从绳子的一端移动到另一端。

分析：这里的对象有，球Ball，绳子Rope。

移动的是球，所以球Ball中有一个移动的方法move，把球移动的过程想象成慢慢的从一个点Point移动到下一点，而点是绳子上的数据，所以绳子Rope中有一个获得下一个点的方法nextPoint。代码表示如下：

2.需求的分析



（1）每条路线上都要出现多辆车，路线上随机增加新的车，在绿灯期间每秒钟减少一辆车。

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，放到一个集合中保存。每条线路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移除，表示车穿过了路口。

（2）每条路线每隔一秒钟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类来表示交通灯，每个交通灯都维护一个状态，绿或红，每个交通灯要有变绿和变红的方法，并能返回自己的红绿状态。

总共有12条线路，所以要有12个交通灯。右转的线路不受交通灯的控制，但为了统一编程模型，假设右转的四个交通灯为常绿状态。

除了右转的交通灯，其他8个方向的交通灯是两两成对的，可以分为四组，所以在编程处理是，可以从这4组中分别取出一个灯，让这四个灯轮流变绿，与之对应的灯随之变绿或变红，所以在Lamp类中定义一个变量保存一自己相反方向的灯。每个灯变红时，伴随着下一个灯的变绿，所以再定义一个变量保存下一个灯。

无论在程序的什么地方去获得某个方向的灯，每次或得到都是同一个实例对象，所以Lamp类用枚举来做更合适。

设计一个LampController类，用于控制灯的红绿变化。

三、类的编写

1.Road类的编写

每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表该方向路线上车辆的集合；

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“路线名_id”形式的字符串表示）；

在Road对象的构造方法中启动一个定时器，每隔一秒钟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。

2.Lamp类的编写

每个Lamp对象的红绿状态用green变量表示，选用S2N（南到北）、S2W（南到西）、E2W（东到西）、E2N（东到南）这四个方向上的Lamp对象依次变亮，Lamp对象中还要有一个oppoLamp变量来表示它们相反方向的灯，以及一个nextLamp变量来表示下一个灯。这三个变量用构造方法的形式进行赋值，但因为枚举元素必须在定义之后引用，无法在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表示；

增加让灯变绿和变红的方法turnGreen和turnRed，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，在turnRed方法中还要让下一个方向的灯变绿；

除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象外，其他方向的Lamp对象的oppoLamp和nextLamp属性必须设为null，防止turnGreen和turnRed方法进入死循环。

3.LampController类的编写

整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以LampController类设计成单例。在其构造方法中需要设定第一个变绿的灯，并启动一个定时器，每隔10秒钟将当前灯变红，将下一个方向的灯变绿。

4.MainClass类的编写

用for循环创建出代表12条路线的对象，接着再创建LampController对象。

运行结果为：



----------------------
ASP.Net+Unity开发、.Net培训、期待与您交流！ ----------------------

详细请查看：http://edu.csdn.net