黑马程序员--交通灯管理系统
2014-05-12 17:53
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交通灯管理系统项目
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
5)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)
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
通过Log方式展现程序运行结果
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,程序只需考虑下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。
12个Road实例对象。
2 每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
3 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。
2 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,
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。
3 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。
4 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。
5 设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。
1 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。
2 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)。
3 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。
Lamp 灯类
1 每个路线都配有一个灯用来表示情况 及有12盏灯,因为该对象为固定的,所以可以用枚举表示
2 每个灯对象都需要知道 自己灯的状态 知道自己红灯后 谁将变成绿灯,
以及对应的灯(分成四组 如 东->西 对应 西->东; 东->南 对应 西->北 等)
3 变绿灯 变红灯 得到灯的状态
LampController 灯控制器类
初始化的时候将某个路灯变绿 同时用定时任务去控制灯的状态。
static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
创建一个使用单个 worker 线程的 Executor,以无界队列方式来运行该线程。
定时任务类 ScheduledExecutorService
ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)
创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作,后续操作具有给定的周期;
也就是将在 initialDelay 后开始执行,然后在 initialDelay+period 后执行,
接着在 initialDelay + 2 * period 后执行,依此类推。
线程池类 ExecutorService
void execute(Runnable command)在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、
已入池的线程或者正调用的线程中执行,这由 Executor 实现决定。
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交通灯管理系统项目
1.需求
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
5)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)
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
通过Log方式展现程序运行结果
2.需求分析
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,程序只需考虑下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。
1)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。
1 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。
2 每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存。
3 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。
2)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。
1 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。
2 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,
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。
3 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。
4 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。
5 设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。
3) 从以上结论可以得出3个类: Road Lamp LampController
Road 路线类1 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。
2 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)。
3 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。
Lamp 灯类
1 每个路线都配有一个灯用来表示情况 及有12盏灯,因为该对象为固定的,所以可以用枚举表示
2 每个灯对象都需要知道 自己灯的状态 知道自己红灯后 谁将变成绿灯,
以及对应的灯(分成四组 如 东->西 对应 西->东; 东->南 对应 西->北 等)
3 变绿灯 变红灯 得到灯的状态
LampController 灯控制器类
初始化的时候将某个路灯变绿 同时用定时任务去控制灯的状态。
4)涉及JDK线程池类
线程工厂调度类 Executorsstatic ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
创建一个使用单个 worker 线程的 Executor,以无界队列方式来运行该线程。
定时任务类 ScheduledExecutorService
ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)
创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作,后续操作具有给定的周期;
也就是将在 initialDelay 后开始执行,然后在 initialDelay+period 后执行,
接着在 initialDelay + 2 * period 后执行,依此类推。
线程池类 ExecutorService
void execute(Runnable command)在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、
已入池的线程或者正调用的线程中执行,这由 Executor 实现决定。
3 详细代码
package cn.trafic; 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; /** * 路线 * @author 李昂志 */ public class Road { private List<String> vehicles ; private String name; public Road(String name){ this.name = name; vehicles = new ArrayList<String>(); /* * 每过1-10 秒 马路添加一辆新的 车辆 * 线程池 */ ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); pool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { int i = 1; while(true){ try { Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } vehicles.add(Road.this.name+"_"+ i++); } } }); /* * 定时器任务 每隔1秒钟去检查 路口的灯状态 如果灯是绿色 及在前面的车驶过马路 */ ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( //线程执行的任务 new Runnable() { @Override public void run() { if(vehicles.size()>0){ if(Lamp.valueOf(Road.this.name).isgreen()) { System.out.println(vehicles.remove(0)+" 驶过马路"); } } } }, 1, //首次执行时间 1, //以后每次执行的时间 TimeUnit.SECONDS);//执行时间是按秒 分 时 什么东西运算的 } }
package cn.trafic; /** * 灯类 * @author 李昂志 */ public enum Lamp { //北线 对应南 North_左("South_左","North_前",false), North_前("South_前","West_左",false), North_右(null,null,true), //西路线 对于东 West_左("East_左","West_前",false), West_前("East_前","North_左",false), West_右(null,null,true), //南路线 对应北 South_左(null,null,false), South_前(null,null,false), South_右(null,null,true), //东路线 对应西 East_左(null,null,false), East_前(null,null,false), East_右(null,null,true); private boolean green; private String opposite_lamp; //对应的路线灯 private String next_lamp; //下一个灯 /** * * @param opposite_lamp 对应的灯 * @param next_lamp 下一个灯 * @param light 是否是绿灯 */ private Lamp(String opposite_lamp,String next_lamp,boolean green){ this.opposite_lamp = opposite_lamp; this.next_lamp = next_lamp; this.green = green; } /** * 灯变绿 */ public void changeGreen(){ this.green = true; if(opposite_lamp != null){ Lamp.valueOf(opposite_lamp).changeGreen(); System.out.println(this.name()+"与 " +opposite_lamp+" 变成绿灯了 "); } } /** * 灯变红 */ public Lamp changeRed(){ this.green = false; Lamp nextLamp = null ; if(opposite_lamp != null){ Lamp.valueOf(opposite_lamp).changeRed(); nextLamp = Lamp.valueOf(next_lamp); nextLamp.changeGreen(); System.out.println(this.name()+"与 " +opposite_lamp+" 变成红灯了 "); } return nextLamp; } /** * 是否是绿灯 * @return */ public boolean isgreen(){ return this.green; } }
package cn.trafic; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 灯的控制器 * @author 李昂志 */ public class LampController { private Lamp currentLamp ; public LampController(int startTime, int againTime){ currentLamp = Lamp.North_前; currentLamp.changeGreen(); ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleWithFixedDelay( new Runnable() { public void run() { currentLamp = currentLamp.changeRed(); } }, startTime, againTime, TimeUnit.SECONDS); } }
package cn.trafic; /** * 启动类 * @author 李昂志 */ public class StartMain { public static void main(String[] args) { String[] arg = new String[]{"North_右","North_前","North_左","West_右","West_前", "West_左","South_右","South_前","South_左","East_右","East_前","East_左"}; for(int i =0;i<arg.length ;i++){ new Road(arg[i]); } new LampController(5,5); } }
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