黑马训练营--交通灯管理系统

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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。




   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。


每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个cars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cars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。

package traffic3;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Road {
	private List<String> cars = new LinkedList<String>();
	private String name = null;
	
	public Road(String name) {
		this.name = name;
		
		Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable() {
			public void run() {
				int i = 0;
				while(true) {
					cars.add(Road.this.name+i++);
					try {
						Thread.sleep(new Random().nextInt(10)*1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
			
		});
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
				public void run() {
					if(cars.size()>0) {
						if(Lamp.valueOf(Road.this.name).isLight()) {
							String car = cars.remove(0);
System.out.println(car+"---------------------通过");
						}
					}
				}
			},
			1,
			1,
			TimeUnit.SECONDS);
	}
}

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：绿或红，每个交通灯要有变红和变绿的方法。
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，只是这些灯为常绿状态，即永远不变红。
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。

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对象中的红绿状态用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same变量来表示它们相反方向的灯，再用一个next变量来表示此灯变绿后的下一个变绿的灯。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变绿和变红的方法：greenLight和redLight，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绿和变红。。
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next和same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same和next属性必须设置为null，以便防止greenLight和redLight，进入死循环。
green2red方法是让绿灯变红灯，并返回下一个绿灯，同一个时间只有一个绿灯。

package traffic3;

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 String same;
	private String next;
	private boolean light;
	
	private Lamp(String same, String next, boolean light) {
		this.same = same;
		this.next = next;
		this.light = light;
	}
	
	public boolean isLight() {
		return this.light;
	}
	
	public void greenLight() {
		this.light = true;
		if(same != null) {
			Lamp.valueOf(same).greenLight();
		}
System.out.println(this.name()+"--------绿灯");
	}
	
	public void redLight() {
		this.light = false;
		if(same != null) {
			Lamp.valueOf(same).redLight();
		}
System.out.println(this.name()+"--------------------红灯");
	}
	
	public Lamp green2red() {
		redLight();
		Lamp.valueOf(next).greenLight();
		return Lamp.valueOf(next);
	}
}

设计一个LampController类，它定时让当前的绿灯变红。
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。

package traffic3;

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

public class LampController {
	private final static LampController lc = new LampController();
	private Lamp currentLamp = null;
	
	private LampController() {
		currentLamp = Lamp.S2N;
		currentLamp.greenLight();
		
		Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
					public void run() {
						currentLamp = currentLamp.green2red();
					}				
				},
				10,
				10,
				TimeUnit.SECONDS);
	}
	
	public static LampController getInstaince() {
		return lc;
	}
	
}

设计一个main方法
用for循环创建出代表12条路线的对象。
接着创建一个LampController，启动控制器

package traffic3;

public class Main {
	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]);
			}			
			LampController.getInstaince();
	}

}

运行结果展示

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