黑马程序员_交通灯系统

最新推荐文章于 2025-08-21 17:21:55 发布

wwwcccsss

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文章标签：交通 null string n2 class android

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开发一个项目首先必须知道它的需求，然后进行需求分析；

需求分析：

交通灯管理系统的需求如下：

1) 异步随机生成按照各个路线行驶的车辆

例如：

由南向北—直行

由南向东---右转

由南向西---左转

。。。

此处最好把一个方向的路线考虑完了，在考虑其他方向的路线。

2) 信号灯忽略黄灯，只考虑绿灯和红灯

3) 应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制

4) 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。

5) 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）。

6) 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。

7) 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。

交通线路分析（如图）：

从图上直接可以看出有12条路线，那么为了统一编程模型，假设每条线路都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条路线假设为常绿状态，其他8条路线是两两相对的，分为4组（从北向南，从南向北的车辆看的是同一交通灯），所以只需要考虑4条路线，如图中标记路线，

面向对象的分析和设计：

先来搞清楚系统中涉及到的对象：

路线、车辆、红绿灯、红绿灯控制系统

1) 路线：随机增加车辆，绿灯时每秒减少一辆车

设计Road类表示路线，每个Road对象代表一条路线，共有12条路线，所以系统中要产生12个Road类的实例化对象。

随机增加车辆，保存到集合中。

每条线路每个一秒检查控制本路线的灯是否为绿，是则将本线路保存车的集合中的第一辆车移除，即表示车穿过了路口。

2) 每条线路每隔一秒都会检查控制本线路的灯是否为绿，一个灯由绿变红时，将另一方向的灯变绿。

设计一个Lamp类表示一个交通灯，每个交通灯都维护一个状态：亮（绿），不亮（红）。

每个交通灯都有自己变亮和变黑的方法，且返回自己的当前状态。

总共有12条路线，那么就应该有12个交通灯，为了让程序采用统一处理的方式，让右拐路线上的灯为常亮。

除了右拐方向的灯，还有8条路线，其都是相对应的（两两一组），可归为4组，从每组中取出一个交通灯，控制其轮流变亮，与这4个灯相对应的灯作相同的变化。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。

Road类

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。

Lamp类

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。

LampController类

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。

MainClass类

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。

代码编写

Road类

package com.isoftstone.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;

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();

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 !");

}

TimeUnit.SECONDS);

}

Lamp类

package com.isoftstone.interview.traffic;

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，下面总共应该有6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;

}

LampController类

package com.isoftstone.interview.traffic;

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();

ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);

timer.scheduleAtFixedRate(

new Runnable(){

public void run(){

System.out.println("来啊");

currentLamp = currentLamp.blackOut();

}

10,

TimeUnit.SECONDS);

}

MainClass类

package com.isoftstone.interview.traffic;

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();

}

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