交通灯管理

交通灯管理系统业务和需求分析：

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。 

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。

分析和设计：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。

以上是业务分析和初步设计，接下来我们开始写代码。

编写Road类中模拟汽车上路和汽车穿过路口的代码：

package org.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;
/**
 * 需求：编写Road类中模拟汽车上路的代码和汽车穿过路口。
 * @author 路国强。
 */
public class Road {
	
	//将车存储在马路上。
	private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();

	//每条路的名字。
	private  String name = null;
	
	//汽车上路。
	public Road(String name){
		this.name = name;
		//用线程库，线程池中产生一个线程。
		ExecutorService pool= Executors.newSingleThreadExecutor();
		//放入1000辆车行走。
		pool.execute(new Runnable(){
			public void run(){
				//产生999辆车。
				for(int i=1;i<1000;i++){
					try {
						//1-10秒随机产生。
						Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1) * 1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					//将产生的车放入街道中，并给名字。
					vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);
				}
			}
		});
		
		//汽车穿过路口--没过一秒看灯，并将车移走。
		ScheduledExecutorService timer =  Executors.newScheduledThreadPool(1);
		timer.scheduleAtFixedRate(
				new Runnable() {
					public void run() {
						if(vechicles.size()>0){
							boolean lighted = true;
							if(lighted){
								System.out.println(vechicles.remove(0)+"is traversing!");
							}
						}
					}
		},1,1,TimeUnit.SECONDS);
	}
}

表示交通灯的Lamp类的代码：

package org.interview.traffic;
/**
 * 需求：表示交通灯的Lamp类的代码。
 * @author 路国强。
 */
public enum Lamp {
	
	//总共的十二条路线分别对应的交通灯
	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);
	
	//通过构造方法定义 相反灯  下一个灯  初始化红灯还是绿。
	private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted){
		this.opposite = opposite;
		this.next = next;
		this.lighted = lighted;
	}
	
	//让其他的不报错，有的没有构造方法。
	private Lamp(){
		
	}
	
	//下一个灯。
	private String next;
	
	//灯的状态(亮true  不亮false)。
	private boolean lighted;
	
	//对应的灯的名字。
	private String opposite;
	
	//查看灯的状态。
	public boolean isLighted(){
		return lighted;
	}
	
	//让灯变亮。
	public void light(){
		this.lighted = true;
		//如果有对应的灯，就让对应的灯变亮。
		if(opposite!=null){
			//输入一个字符串返回字符串所对应枚举的对象。
			Lamp.valueOf(opposite).light();
		}
		System.out.println(name()+" lamp is green,下面总共应该有6个方向能看到汽车穿过！");
	}
	
	//让当前灯变红，并且返回下一个变绿的灯。
	public Lamp blackOut(){
		this.lighted = false;
		//如果有对应的灯，就让对应的灯变绿。
		if(opposite!=null){
			Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
		}
		
		Lamp nextLamp = Lamp.valueOf(next);
		//让下一个灯变红。
		if(next!=null){
			System.out.println("绿灯从"+name()+"-------->切换为"+next);
			nextLamp.light();
		}
		//返回下一个灯。
		return nextLamp;
	}
}

交通灯的控制：

package org.interview.traffic;

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 需求：交通灯的控制器。
 * @author 路国强。
 */
public class LampController {
	//当前的灯 。
	private Lamp currentLamp;
	
	//交通灯控制。
	public LampController(){
		//初始化变绿的灯。
		currentLamp = Lamp.S2N; 
		//让当前的灯变绿。
		currentLamp.light();
		
		//创建一个定时器用放入线程池中一个线程。
		ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
		
		//每隔十秒钟就把当前的让灯变绿。
		timer.scheduleAtFixedRate(
				new Runnable(){
					public void run() {
						//当前灯变绿。
						currentLamp = currentLamp.blackOut();
					}
				},10,10,TimeUnit.SECONDS);
	}
}

主类main：

package org.interview.traffic;

/**
 * 需求：主类。
 * @author 路国强。
 */
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();
	}
}