黑马程序员——交通灯管理系统

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一.项目需求：

              

                模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑：

      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。

二.开发前分析：

  1. 一个方向到其他方向有3条线路，4个方向共12条线路，为了统一编程模型，

     可以假设每条路都有一个红绿灯对其进行控制， 右转向的4个路口的控制灯可以假设为常亮绿灯状态。

  2.为了思路清晰，先思考一个方向的路线问题。

  3.初步设想所拥有的对象：红绿灯，红绿灯的控制系统，（汽车），路线。

  4.汽车要看所在线路上的红绿灯，并且判断前方是否有车。路中储存着汽车的集合，显然路上就应该有增加车辆     和减少车辆的方法了。

   我们要捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象。用一个字符串表示就行了。

三.开发过程
     

  类的编写：

  Road类的编写：

  每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。

  在Road对象的构造方法中启动一个线程每隔一个随机的时间向vehicles集合中增加一辆车（用一个“路线名_id”形   式的字符串进行表示）。

  在Road对象的构造方法中启动一个定时器，每隔一秒检查该方向上的灯是否为绿，是则打印车辆集合和将集合     中的第一辆车移除掉。

  代码如下：

 

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">   
public class Road {

 private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();

 private String name = null;

 public Road(String name) {
  this.name = name;

  // 创建车辆

  ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();   //线程池

  pool.execute(new Runnable() {

   @Override
   public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    for (int i = 1; i < 1000; i++) {
     try {
      // 随机获取1-10秒的数，让车辆不定时的往里增加
      Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
     vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
    }
   }
  });

  //创建一个线程，按时间安排执行任务的功能


  ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    if (vechicles.size() > 0) // 判断现在是否有车辆
    {
     boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight();
     //System.out.println(Road.this.name+">>>>>>>>>>>>>"+lighted);
     if (lighted) {
      System.out
        .println(vechicles.remove(0) + " ...is traverse");
     }
    }


   }
  }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
 }
}</SPAN>

Lamp灯的编写：

  Lamp类来表示一个交通灯，12个，使用枚举。

   系统中有12个方向上的灯，在程序的其他地方要根据灯的名称就可以获得对应

   的灯的实例对象，综合这些因素，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。

   每个Lamp对象中的亮黑状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N这四

   个方向上的Lamp对象依次轮询变亮，Lamp对象中还要有一个oppositeLampName变

   量来表示它们相反方向的灯，再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的下

   一个变亮的灯。这三个变量用构造方法的形式进行赋值，因为枚举元素必须在定

   义之后引用，所以无法再构造方法中彼此相互引用，所以，相反方向和下一个方

   向的灯用字符串形式表示。 

   增加让Lamp变亮和变黑的方法：light和blackOut，对于S2N、S2W、E2W、E2N这

   四个方向上的Lamp对象，这两个方法内部要让相反方向的灯随之变亮和变黑，

   blackOut方法还要让下一个灯变亮。

   除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象之外，其他方向上的Lamp对象

   的nextLampName和oppositeLampName属性设置为null即可，并且S2N、S2W、E2W、

   E2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为

   null，以便防止light和blackOut进入死循环。

   

 代码如下：

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">   
public class Road {

 private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();

 private String name = null;

 public Road(String name) {
  this.name = name;

  // 创建车辆

  ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();   //线程池

  pool.execute(new Runnable() {

   @Override
   public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    for (int i = 1; i < 1000; i++) {
     try {
      // 随机获取1-10秒的数，让车辆不定时的往里增加
      Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);
     } catch (InterruptedException e) {
      // TODO Auto-generated catch block
      e.printStackTrace();
     }
     vechicles.add(Road.this.name + "_" + i);
    }
   }
  });

  //创建一个线程，按时间安排执行任务的功能


  ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    // TODO Auto-generated method stub
    if (vechicles.size() > 0) // 判断现在是否有车辆
    {
     boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight();
     //System.out.println(Road.this.name+">>>>>>>>>>>>>"+lighted);
     if (lighted) {
      System.out
        .println(vechicles.remove(0) + " ...is traverse");
     }
    }


   }
  }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
 }
}</SPAN>

 

 LampController类的编写：

 整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以，LampController类最好是设计成单例。

 LampController构造方法中要设定第一个为绿的灯。

 LampController对象的start方法中将当前灯变绿，然后启动一个定时器，每隔10秒将当前灯变红和将下一个灯变  绿。

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">  代码如下：
 public class LampController {


 private Lamp controlLamp;
 public LampController() {
  
  controlLamp = Lamp.S2N;  //先初始化一条线路上的灯
  controlLamp.light();
  // TODO Auto-generated constructor stub
  ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  
  timer.scheduleWithFixedDelay(
    new Runnable() {
     
     @Override
     public void run() {
      // TODO Auto-generated method stub
      controlLamp = controlLamp.blackOut();
     }
    },  
    10, 
    10, 
    TimeUnit.SECONDS);
  
 }
}


  MainClass类的编写
  用for循环创建出代表12条路线的对象。
  接着再获得LampController对象并调用其start方法。
 
  代码如下：
 
 public class MainClass {


 /**
  * @param args
  */
 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  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();
}
}</SPAN>

 

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