黑马程序员-java交通灯业务

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java交通灯管理系统
1.具体业务逻辑分析

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。

1.首先，使用面向对象的编程思想对业务逻辑进行分析，抽离出相关的对象，需要交通灯则一定会有相关的路线，一条路线对应着一个交通灯，每一条路线都应该有自己的名字，在一条路上，还可能会有车辆行驶，所以在在每一条路中都应该有一个集合，该集合用来存储该路线上行驶的车辆，所以第一个类应该是 Road

2.之后就应该是交通灯了，交通灯应该有一个状态属性，红或绿（根据业务需求，黄的可以不用管），因为有12条路线，所以对应的应该有12个交通灯，根据客观生活规律以及你业务逻辑东南西北每个方向的右转路线不受信号灯控制，为了统一编程模型，我们可以将这四条路线上的交通灯设为常绿的状态。这样就只剩下8个交通灯了，剩下的交通灯又是两辆对应所以我们要管的就只剩下四个交通灯了。这样就大大简化了程序的复杂性，每一个交通灯又绿变红后，该交通灯对应的交通灯也应该变红，但是下一个交通灯应该又红变绿，所以在交通灯这个类中还应该有两个属性，一个是对应路线上的交通灯，另外就是下一个方向上的交通灯，交通灯是依赖路线而存在的，没有路线也就没有与之存在的交通灯，在现实生活中在现实生活中某个路线可能因为某些事故或者维修暂停使用，所以路线这个对象不适用于枚举来定义，但是在这个项目中，路线已经确定好了，对应的交通灯不能增加也不能减少，交通灯可以使用枚举来定义。

3.路也有了，灯也有了，我们还需要一个路灯控制器，有了控制器，我们就可以每过一段时间对下一个路灯进行控制，所以该类的内部应该有一个当前时间控制的路灯这个属性

4，最后就只剩下主函数了，在主函数中，我们需要创建12条路线，并用交通灯管理器来控制它


2程序代码的具体实现方式
1)Road

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();		//创建新的线程，每过1-10秒在该路线上创造一个车辆，并将其添加进集合
		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);
		
	}
}

2)Lamp

/**
 * 每个Lamp元素代表一个方向上的灯，总共有12个方向，所有总共有12个Lamp元素。
 * 有如下一些方向上的灯,每两个形成一组，一组灯同时变绿或变红，所以，
 * 程序代码只需要控制每组灯中的一个灯即可：
 * s2n,n2s    
 * s2w,n2e
 * e2w,w2e
 * e2s,w2n
 * s2e,n2w
 * e2n,w2s
 * 上面最后两行的灯是虚拟的，由于从南向东和从西向北、以及它们的对应方向不受红绿灯的控制，
 * 所以，可以假想它们总是绿灯。
 * @author 张孝祥 www.it315.org
 *
 */
/**/

public enum Lamp {
	/*每个枚举元素各表示一个方向的控制灯*/	
	S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),
	/*下面元素表示与上面的元素的相反方向的灯，它们的“相反方向灯”和“下一个灯”应忽略不计！*/
	N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),
	/*由南向东和由西向北等右拐弯的灯不受红绿灯的控制，所以，可以假想它们总是绿灯*/
	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;
	}


	/*当前灯是否为绿*/	
	private boolean lighted;
	/*与当前灯同时为绿的对应方向*/	
	private String opposite;
	/*当前灯变红时下一个变绿的灯*/	
	private String next;
	public boolean isLighted(){
		return lighted;
	}
	
	/**
	 * 某个灯变绿时，它对应方向的灯也要变绿
	 */	
	public void light(){
		this.lighted = true;
		if(opposite != null){
			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！");
		
	}
	
	/**
	 * 某个灯变红时，对应方向的灯也要变红，并且下一个方向的灯要变绿
	 * @return 下一个要变绿的灯
	 */	
	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;
	}
}

3)LampController

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);
	}
}

4)MainClass

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();
	}
}