黑马程序员_java_交通灯控制

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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。

分析：

通过画图更便于理解:



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。

面向对象的设计

1.有哪些对象：红绿灯，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，看前面是否有车，该问哪个对象呢？该问路，路中存储着车辆的集合，显然路上就应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。

2.对路线对象的分析： 每条路线上都会出现多辆车，路线上要随机增加新的车，在灯绿期间还要每秒钟减少一辆车.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，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。每条路线每隔一秒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，系灯为常亮状态，即永远不变黑。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，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。

代码实现

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。

package com.traffic;

import java.lang.Runnable;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Road {
//存放交通工具的数据
private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();

//定义变量路的名称
private String name = null;
public Road(String name) {
this.name = name;

//创建线程池
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
//将一个线程放进线程池中
pool.execute(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
try {
//产生一个随机时间数
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//把随机产生的车放进集合中
vechicles.add(Road.this.name + ":" + i);
}
}
});

//创建定时器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable() { //要被执行的线程
public void run() {
if(vechicles.size() > 0) {
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted(); //添加标记
if(lighted) {
//删除元素
System.out.println(vechicles.remove(0) + "找到了");
}
}

}
},
1, //控制执行时间。
1,
TimeUnit.SECONDS); //停顿的时间单位为秒
}
}

package com.traffic;

public enum Lamp {
S2N("N2S", "S2W", false), S2W("N3E", "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 boolean lighted; //灯是否亮的变量
private String opposize; //对应的灯
private String next; //下一个灯

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

//判断等是否亮
public boolean isLighted() {
return lighted;
}

//改变对应灯的颜色
public void light() {
this.lighted = true;
if(opposize != null) { //判断是否有对应的灯
Lamp.valueOf(opposize).light(); //改变对应的灯 的颜色
}
System.out.println(name() + "颜色已改变");
}

//改变下一个灯的颜色
public Lamp blackOut() {
this.lighted = false;
if(opposize != null) {
Lamp.valueOf(opposize).blackOut(); //改变对应灯的颜色
}

Lamp nextLamp = null;
if(next != null) { //假如还有下一个等。那么下一个灯的颜色也要改变
nextLamp = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("灯的颜色从" + name() + "改变为" + next);
nextLamp.blackOut(); //改变下一个灯的颜色
}
return nextLamp;
}
}

package com.traffic;

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

public class LampController {
private Lamp currentLamp; //当前灯对象
public LampController() {
currentLamp = Lamp.S2N; //指定当前灯
currentLamp.light(); //改变当前灯的颜色

//定义一个定时器
ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
timer.scheduleAtFixedRate(
new Runnable() { //要被执行的线程
public void run() {
System.out.println("来吧");
currentLamp = currentLamp.blackOut(); //改变灯的颜色
}
},
10, //控制执行时间。
10,
TimeUnit.SECONDS); //停顿的时间单位为秒
}
}

package com.traffic;

public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
String[] direction = new String[] { "S2N", "S2W", "E2W", "E2S", "N2S", "N2E", "W2E", "W2N", "S2E", "E2N", "N2W", "W2S" };

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

new LampController();
}
}

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