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：

 

Ø        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

       。。。

 

Ø        信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

 

Ø        应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

 

Ø        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。

 

Ø        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）。

 

Ø        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。

 

Ø        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。

 

 

面向对象的分析和设计：

l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。

Ø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。

Ø每条路线上随机增加新的车辆，增加到一个集合中保存。

Ø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。

l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。

Ø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。

Ø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。

Ø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。

Ø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。

Ø设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

 

代码：

Road 类：

 

public class Road {
 List<String> vechicles = new ArrayList<String>();
 private String name = null;
 public Road(String name){
  this.name = name;
  ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
  executorService.execute(new Runnable(){
   @Override
   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);
    }
   }
  });
  ScheduledExecutorService scheduled = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  scheduled.scheduleAtFixedRate(
   new Runnable(){
    @Override
    public void run() {
     if(vechicles.size() > 0){
      boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
      if(lighted){
       System.out.println(vechicles.remove(0) + " is tranversing !");
      }
     }
    }
   },
   1,
   1,
   TimeUnit.SECONDS);
 }
}

lamp 类：

public enum Lamp {
 S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","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 Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
  this.opposite = opposite;
  this.next = next;
  this.lighted = lighted;
 }
 
 private boolean lighted;
 private String opposite;
 private String next;
 
 public boolean isLighted(){
  return lighted;
 }
 public void light(){
  this.lighted = true;
  if(opposite != null){
   Lamp.valueOf(opposite).light();
  }
  System.out.println(name()+" lamp is green , 下面总共有六个方向能看到汽车穿过！");
 }
 public Lamp blackOut(){
  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();
  }
  return nextLamp;
 }
}

lampContriller 类：public class LampController {
 private Lamp currentLamp;
 public LampController() {
  currentLamp = Lamp.S2E;
  currentLamp.light();
  ScheduledExecutorService schedu=Executors.newScheduledThreadPool(1);
  schedu.scheduleAtFixedRate(
   new Runnable(){
    @Override
    public void run() {
     System.out.println("开始了");
     currentLamp =currentLamp.blackOut();
    }
   },
   10,
   10,
   TimeUnit.SECONDS);
 }
}

MainClass 类：

public class MainClass {
 public static void main(String[] args) {
  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]);
  }
  new LampController();
 }
}