黑马程序员 java_交通灯管理系统

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 交通灯管理系统

 

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。 

 

 

 

路线分析

 

在十字路口中有四个方向的道路，每一条道路都可以通向其它的三条道路的路线，并且是来回两个方向，所以每条道路上就有6条线路，四条道路就是24条线路，又由于每条线路被重复计算了一次，所以总共只有12条线路。

 

具体线路如图，N2W中的2代表to的意思。

 

根据交通常识，上面12条线路，应该分为两类考虑，

第一类是最外围四条N2W，W2S，S2E，E2N任何时候都可以通行，它们的线路上没有红绿灯，如果有则一直为绿表示通行。

第二类是剩下的8的线路的，它们通行受红绿灯的控制。这八条线路又可以分为四组，每组两条，当其中一组可以通行时，其它三种等待。在上图中，相同颜色的为一组。

 

通行顺序

根据设计要求

最外围四条一直通行。

假设南北方向先通行，另外八条的通行的先后顺序是：

N2S和S2N

N2E和S2W

E2W和W2E

E2S和W2N

 

 

 

面向对象的分析与设计

 

根据张老师是的视频需要设计三个类

 

类Lamp

用于对应12条线路上的交通灯，12线路有不同的通行顺序，交通灯也不相同。由于这12个交通是固定的，所以定义在枚举中。

线路的放行顺序是由交通灯控制的，所以交通的绿灯也一定和线路的顺序一样。

这需要定义三个属性，一个为当前状态（是否为绿灯），按照通行顺序下一线路上的灯（当前灯变红时，此灯亮），和当前线路一组的另外一条上的灯（和当前灯状态一致）。

package com.isoftstone.interview.traffic;

public enum Lamp {
	//下面四个灯，当其中一个为绿时，它定义的灯也为绿，当它变红色时，它的下一个灯变绿
	S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),
	//和上面四个灯一一对应，所以不要考虑前两个属性
	N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),
	//最外围四条线路一直通行，所以不要考虑它的下一个灯和对应的灯
	S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);
	
	private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
		this.opposite = opposite;
		this.next = next;
		this.lighted = lighted;
	}
	
	public boolean isLighted(){
		return lighted;
	}

	
	public void light(){
		this.lighted = true;
		if(opposite!=null){
			//此灯变绿是要让对应的灯变绿
			Lamp.valueOf(opposite).light();
			
		}
		System.out.println(name()+"lamp is green, 有六个方向可通行");
	}
	
	public Lamp blackOut(){
		this.lighted = false;
		if(opposite!=null){
			//此灯变红时，要让下一个灯变绿
			Lamp.valueOf(opposite);
		}
		Lamp nextLamp = null;
		if(next!=null){
			//返回下一个灯，这样当前的灯永远为绿灯
			nextLamp = Lamp.valueOf(next);
			System.out.println("绿灯从"+name()+"--->切换为"+next);
			nextLamp.light();
		}
		return nextLamp;
	}
	
	private boolean lighted;
	private String opposite;
	private String next;
	

}

 

 

类LampController

表示交通灯控制器，定时让红灯变绿。

package com.isoftstone.interview.traffic;

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

public class LampController {
	private Lamp currentLamp;
	
	public LampController(){
		//刚开始让由南向北的灯变绿;		
		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(){
					public  void run(){
						System.out.println("来啊");
						currentLamp = currentLamp.blackOut();
				}
				},
				10,
				10,
				TimeUnit.SECONDS);
	}
}

 

 

 

类Road

每条线路就是一个Road对象，并且在每个Road对象上都有一个容器用来记录线路上的车辆。Road对象做了两方面的事情，一个是添加车辆的，每隔一秒钟线路上就要增加一辆车，此方法定义在构造方法中，随着Road对象的建立，就开始添加。由于车辆的添加时随着时间进行的，是不会停止的，所以需要定义在新创建的一个线程中。另外Road还需要根据红绿灯放行车辆，此方法也需要定义在单独的线程中。

 

 

package com.isoftstone.interview.traffic;

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;

/**
 * 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。
 * @author 张孝祥 www.it315.org
 *
 */
public class Road {
	private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
	
	private String name =null;
	public Road(String name){
		this.name = name;
		
		//模拟车辆不断随机上路的过程		
		ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
		pool.execute(new Runnable(){
			public void run(){
				for(int i=1;i<1000;i++){
					try {
						Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					vechicles.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		
		ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run(){
						if(vechicles.size()>0){
							boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
							if(lighted){
								System.out.println(vechicles.remove(0) + " is traversing !");
							}
						}
						
					}
				},
				1,
				1,
				TimeUnit.SECONDS);
		
	}
}

 

 

最后编写MainClass，用来运行以上代码。

 

package com.isoftstone.interview.traffic;

public class MainClass {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		
		/*产生12个方向的路线*/		
		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]);
		}
		
		/*产生整个交通灯系统*/		
		new LampController();
	}

}

 

 

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