黑马程序员Java -- 交通灯管理系统案总结

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一.基本思想

1. Java的程序设计，我们必须首要掌握面向对象的思想，有了思想，我们才能对案例进行分析，才能对代码的实现有全局的把握。

2. 其次，程序设计要与现实生活相联想。面向对象的开发，就是对事物进行描述，封装成对象，再调用这些对象完成一些工作。

         

3. 面向对象的最基本的原则 ：谁拥有数据，谁就应该对外提供操作这些数据的方法。

　　例如 ：人在黑板上画圆。

          　　 首先我们要考虑圆由哪些要素(数据)构成--圆心(坐标)，半径。而这些要素都是圆自身拥有的，

        　　   所以，画圆的这个方法应该由圆本身对外提供。

 

           

二. 对本案例进行分析

  　　本案例是与现实生活紧密相关的，所以平时对生活的点滴观察，有助于我们对程序开发的更好实现。

  

 1. 系统中要有交通灯，而车辆的通行受交通灯的控制，所以，交通灯本身要对外提供"灯变化"的方法。

 

 2. 对于灯的变化。如果一个灯是绿灯，那么与它相对的灯也应该是绿灯，而与它相邻的灯则应该是红灯 。

  而灯的变化取值范围是固定的，所以可以定义成枚举类型。

 

 3. 交通灯控制的方向有哪些？也就是车辆能都通行的全部线路。(S:南,N:北,E:东,W:西)

 　　 (1) S->N, S->W, E->W, E->S,

  　　(2) N->S, N->E, W->E, W->N,

 　　 (3) S->E, E->N. N->W, W->S;

　　  所以总共有12条线路。

  

  　　而最基本的是(1)的四条路线，对于(2)是(1)的相反方向，它的变化是与(1)一致的，

  　　(3)是所有右转弯的方向，它可以理解为不受灯变化的控制。 

 

 4. 对于车辆的变化。可以将道路理解为一个集合，而车辆就是该集合中的元素，路上的车辆变化，可以

  理解为向集合中添加元素和取出元素的操作。可以通过随机生成线程的方式模拟路上车辆的变化。

  

 5. 车辆的通行，如果它对应的灯为绿灯，则车辆可以通行(可以理解为将集合中的第一个元素依次取出)。

 

 

三. 代码实现

1. 对路的描述

 public class Road 

 {

 　　 // 用集合来表示一条路

 　　 List<String> vehicles = new ArrayList<String>();

  

  　　// 定义路上对应的灯

　　  private String name = null;

  

  　　// 因为路已初始化就会有车辆，所以代码应该封装在路的构造函数中

 　　 public Road(String name)

 　　 {

   　　　　this.name = name;

   

  　　　　 // 创建线程池，模拟路上不断随机出现的车辆

  　　　　 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

 　　　　　pool.execute(new Runnable(){

 　　　　   public void run()

    　　　　{

　　　　　　     for(int i=0; i<1000; i++)

     　　　　　　{

      　　　　　　　　try 

      　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　       Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);

      　　　　　　　　}　　 

　　　　　　　　      catch (InterruptedException e)

      　　　　　　　　{

      　　　　　　　　　　 e.printStackTrace();

    　　　　　　　　  }

      

    　　　　　　　　  vehicles.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

  　　 //  创建一个定时器的线程池

  　　 ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);

   　　timer.scheduleAtFixedRate(

     　　　new Runnable(){

      　　　public void run()

      　　  {

       　　　　// 如果路上有车，就每隔1秒判断一次灯，若灯为绿，那么就将第一辆车取走

　　      　　 if(vehicles.size()>0)

      　　 　　{

        　　　　　　boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();

        

        　　　　　　if(lighted)

　　　　　　     　　    System.out.println(vehicles.remove(0)+" is traveling");

   　　 　　   }

     　　　 }

   　　  },

   　　  1,

    　　 1, 

   　　  TimeUnit.SECONDS);

 　　 }
 } 

 

2. 对交通灯的描述

 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),

  

  　　// 对于相反方向的灯与上面是一样的，可以忽略它们对面和下一个灯

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

  

  　　// 对于右拐弯的灯，可以认为始终是绿灯

  　　S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);

  

 　　 private boolean lighted; // 定义灯的状态

  　　private String opposite; // 定义灯的相反方向的灯

  　　private String next; // 定义灯的下一个灯(相邻的灯)

  

  　　private Lamp(String opposite, String next, boolean ligthed)

  　　{

   　　　　this.opposite = opposite;

  　　　　 this.next = next;

  　　　　 this.lighted = ligthed;

  　　}

  

  　　public boolean isLighted()

  　　{

   　　　　return lighted;

  　　}

  

  　　// 如果一个灯变绿时，它相反方向的灯也要变绿

 　　 public void light()

  　　{

  　　　　 this.lighted = true;

   

   　　　　if(opposite != null)

    　　　　　　Lamp.valueOf(opposite).light();

  　　}

  

  　　// 如果一个灯变红时，想反方向的灯也要变红，并且下一个方向的灯要变绿

  　　public Lamp blackOut()

 　　 {

   　　　　this.lighted = false;

   

  　　　　 if(opposite != null)

   　　　　　　 Lamp.valueOf(opposite).blackOut();

   

   　　　　Lamp nextLamp= null;

　　　　   if(next != null)

　　　　　{

　　　　　　    nextLamp = Lamp.valueOf(next);

     　　 　　　nextLamp.light();

   　　　　}

   

　　   // 并返回相邻变绿的灯

　　   return nextLamp;

  　　}

 } 

 

3. 对灯的控制类的描述

 public class LampController 

 {

 　　 private Lamp currentLamp;

  

  　　public LampController()

  　　{

  　　　　 currentLamp = Lamp.S2N;

   

   　　　　currentLamp.light();

   

   　　　　// 每隔10秒就让灯变红

   　　　　ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);

   　　　　timer.scheduleAtFixedRate(

    　　　　　　 new Runnable(){

      　　　　　　　　public void run()

      　　　　　　　　{

      　　　　　　　　　　 currentLamp = currentLamp.blackOut();

     　　　　　　　　 }

     　　　　　　}, 

    　　　　　　 10, 

    　　　　　　 10, 

    　　　　　　 TimeUnit.SECONDS);

　　　  }

 }

 

4. 测试管理系统

 public class MainClass 

 {

  　　public static void main(String[] args) 

 　　 {  

  　　　　 String [] directions = {"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"};

   

   　　　　for(int i=0;i<directions.length;i++)

   　　　　{

   　　　　　　 new Road(directions[i]);

   　　　　}

   

  　　　　 new LampController();

 　　 }

 }