交通灯管理系统

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交通灯管理系统的项目需求：

    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：

        由南向北：直行车辆；

        由西向南：右转车辆；

        由东向南：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的控制。

    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，不考虑特使情况下的控制逻辑。

        注意:南北向车辆有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.每辆车通过路口的时间为1秒（提示：可通过线程sleep方法模拟）。

    6.随机生成车辆时间间隔以及红绿灯交换时间自定，可以设置。

    7.不要求是实现GUI，只考虑系统逻辑实现，可通过log方式展现程序的运行结果。

面向对象设计把握一个重要的经验：谁拥有数据，谁就对外提供操作数据的方法。

灯的设计：

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，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。

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);//四个常绿的灯；

private Lamp(String opposite/*相反方向的灯*/,String next/*下一个灯*/,boolean lighted/*灯的状态*/)//枚举类构造方法必须是私有的，传入的参数是灯的名字；
{
this.opposite=opposite;
this.next=next;
this.lighted=lighted;
}

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

public void light()//某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿；
{
this.lighted=true;
if(opposite!=null)
{
Lamp.valueOf(opposite).light();//返回名字所对应的枚举对象,再调用light方法；；
}
System.out.println(name()+" lamp is green,下面总共有6个方向有车通过");
}
public Lamp blackOut()//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；
{
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();//让下一个灯变亮；
}
return nextLamp;//下一个要变绿的灯
}
}

路的设计：

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。

public class Road
{
private List<String> vehicle=new ArrayList<String>();//存储车辆

//创建路线并指定路线的名字；
private String name=null;
public Road(/*final*/String name)
{
this.name=name;

//模拟车辆不断随机上路的过程；
//定义线程控制车的生产量；创建线程池，线程池中有一组线程，在使用线程池的时候哪一个线程空闲就调用哪一个线程。
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
pool.execute(new Runnable()//new Rnnnable的实现类
{
@Override
public void run()
{
//在构造方法中不停的产生车辆；
for(int i=1;i<1000;i++)
{
try
{
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//一秒到10秒之间随机产生一辆车；
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
vehicle.add(Road.this.name+"_"+i);//哪条路上得第几辆车；//访问外部类的成员变量可以将成员变量用final修饰，也可以用外部类名.this.name;
}
}
});

//做定时器，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);//线程池的大小为1；
timer.scheduleAtFixedRate(//固定频率；
new Runnable()
{
@Override
public void run()
{
//把集合里面的第一辆车移走；
if(vehicle.size()>0)
{
boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted)
{
System.out.println(vehicle.remove(0)+" is traversing!");
}
}
}},
1, //动作延时，单位是秒;
1,
TimeUnit.SECONDS);//规定时间的度量单位；
}
}

控制器的设计：

public class LampController //灯的控制器；
{
private Lamp currentLamp;//当前的灯；

public LampController()
{
//把第一个灯变绿；
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()
{
@Override
public void run()
{
//每个十秒就把当前的灯变红；
System.out.println("来啊");
currentLamp=currentLamp.blackOut();//当前的灯会发生变化
}
},
5,
5,
TimeUnit.SECONDS);
}
}

测试：

public class TrafficLampMain
{

public static void main(String[] args)
{
//创建12条路；
String[] directions=new String[]
{
"S2N","S2W","E2W","E2S",
"N2S","N2E","W2E","W2N",
"S2E","E2N","N2W","W2S"
};
for(int i=0;i<directions.length;i++)
{
new Road(directions[i]);
}

//创建控制器，产生整个交通灯系统；
new LampController();
}
}