黑马程序员___交通灯管理系统

交通灯管理系统项目需求:

模拟实现十字路口的交通灯系统逻辑,具体需求如下：

异步随机生成按照各个路线形式的车辆。

              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扩至逻辑相同，不考虑特殊状况下的控制逻辑。

       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线车辆而

       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，值考虑系统逻辑实现，可通过log方式展现程序运行结果。

线路数量分析：

总共有12条线路,为了统一编程模型，可以假设每条路线上都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条线路的控制灯可以假设为常绿状态，另

外其它的8条线路是两两成对的，可以归为4组，所以，程序只需要考虑途中标注了数字号的控制灯切换顺序，这4条路线相反的路线的控制灯

随着4条线路切换，不必考虑其它。

线路对应分析(相对方向亮)
①南-->北	↑	⑤北-->南	↓
②南-->西	↖	⑥北-->东	↘
③东-->西	←	⑦西-->东	→
④东-->南	↙	⑧西-->北	↗

 

面向对象的分析与设计:

(***补充：面向对象设计把握一个重要的经验——谁拥有数据,谁就对外提供操作这些数据的方法)

 

详细设计：(工程名traffic)

一、类

1、Lamp枚举类，灯

1.1 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),

1.2 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),

1.3 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);

 

2、控制系统LampController

2.1获取当前等的变量

2.2获取一定时器,时间到,当前等转为红灯,并且下一个方向的等转为绿灯

 

3、路Road

 

二.部分所需类以及方法整理:

1

ExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1);

创建一个线程池,-------------线程池(线程数)

2

Road.this.name

//第一种解决方案:内部类访问外部类成员变量,在外部类名前加final

//返回外部类的成员变量,为了避免与自己内部类的名字打架,所以:Road.this.name

3

new Random().nextInt(10)

//返回0~9的随机数

4

ScheduledFuture<?>   schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)

//创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作。

//(线程,推迟时间,推迟时间单位)

5

ScheduledFuture<?>  scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

//创建并执行开始时间,然后过了多少秒之后继续干,再过多少秒再干, 再过多少秒再干, 再过多少秒再干......

//(线程,过多少秒之后去做,然后过多少秒再去干,时间单位)

6

TimeUnit.SECENDS

//时间单位.事件类型

7

valueOf(Class<T> enumType, String name)

返回带指定名称的指定枚举类型的枚举常量。

 

 

代码实现:

-----------------Road.java----------------------

package cn.itcast.interview.traffic;
//马路
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 {
    //车的集合
    private List<String> vechicles = new ArrayList<String>();//为了面向接口编程,所以是List集合
    
    private String name=null;
    //每条路线的名字
    public Road(String name)//内部类访问外部类,想访问外部类的局部变量,外部类必须加final(final String name)
    {
        this.name = name;
        //新建一个线程,用于添加汽车
        //newScheduledThreadPool线程池(线程数)
         ExecutorService  pool= Executors.newScheduledThreadPool(1);
        
         //创建一个线程,定隔多少秒进行休息
         pool.execute(new Runnable()//执行池执行,new 了一个Runnable()实现对象
        {
            public void run()
            {
                for(int i =1;i<1000;i++)//产生999辆车
                {
                    try {
                        Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);//返回0~9的随机数,再加一,就可以是1~10秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    vechicles.add(Road.this.name+"_"+i);//返回外部类的成员变量,为了避免与自己内部类的名字打架,所以:Road.this.name
                }
            }
        });
         
         //定时器
         ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
         
         //循环定时器
         timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable(){
                 public void run()
                 {//首先检查是否有车
                     if(vechicles.size()>0)
                     {
                         /*定义变量,之后就是在这里修改的..修改去检查这个灯
                         boolean lighted = true;
                         检查自己的灯,name为自己路线的名字,然后Lamp.valueOf(Road.this.name)获取自己路线的名字,
                         把自己的名字传过去,就获得了自己的灯*/
                         boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
                         
                         if(lighted)
                        //假如灯是绿的
                         System.out.println(vechicles.remove(0)+"is traversing !");
                     }
                 }
                  },
                 1,//开始时间
                 1,//循环时间
                 TimeUnit.SECONDS);//时间单位
    }
}

-----------------Lamp.java----------------------

package cn.itcast.interview.traffic;
//灯

public enum Lamp {
    //首先定义12个方向变量
    //这四个是进行控制的
    S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),
    
    //这四个的变量是随着上面而变的
    N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),
    
    //下面的四个是长亮的
    S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);
    
    private Lamp(String opposite,String next,boolean lighted)////小提示:枚举的构造方法必须是私有的
    {
        this.opposite = opposite;
        this.next = next;
        this.lighted = lighted;
    }
    private Lamp()//不带参数的构造方法,为了让空值的家伙们不报错,因为有的没有对应的灯
    {
        
    }
    
    
    //灯是否是亮的变量
    private boolean lighted;
    //对应的灯
    private String opposite;
    //定义下一个灯
    private String next;
    
    
    //亮的为绿,灭的为红,首先默认的为亮的
    public boolean isLighted()
    {
        return lighted;
    }
    
    //变绿
    public void light()
    {
        this.lighted = true;
        //判断一下是否有对应的灯,有对应的灯,然后再变亮
        if(opposite !=null)
        {
            Lamp.valueOf(opposite).light();//传递对应灯的字符串,然后valueOf(),
            //valueOf()返回带指定名称的指定枚举类型的枚举常量。
        }
        
        //测试用
        System.out.println(name()+"lamp is green.下面共有6个方向的车穿过...");
    }
    //熄灯..变红
    public Lamp blackOut()
    {
        this.lighted = false;
        if(opposite !=null)
        {
            Lamp.valueOf(opposite).blackOut();//传递对应灯的字符串,然后valueOf(),
            //valueOf()返回带指定名称的指定枚举类型的枚举常量。
        }
        
        Lamp nextLamp = null;
        
        //如果有下一个灯,那么让下一个灯变绿,下一个等变绿之后,还会返回下一个变绿的灯
        if(next !=null)
        {
            nextLamp = Lamp.valueOf(next);
            
            //测试用
            System.out.println("绿灯从"+name()+"-------->切换为"+next);
            
            Lamp.valueOf(next).light();
            
        }
        return nextLamp;
    }
}

-----------LampController.java-----------------

package cn.itcast.interview.traffic;

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

//灯的控制器
public class LampController {
    //当前的灯
    private Lamp currentLamp;
    
    //构造方法
    public LampController()
    {
        //指定第一个灯并且当前的灯为绿的
        currentLamp = Lamp.S2N;
        currentLamp.light();
        
        //定义一个定时器,过一段时间,让灯变色
        ScheduledExecutorService timer = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        timer.scheduleAtFixedRate(
                new Runnable()
                {
                    public void run()
                    {
                        currentLamp = currentLamp.blackOut();//当前灯变黑
                    }
                },
                10,
                10,
                TimeUnit.SECONDS);
        
    }
}

---------------MainClass.java-------------------

package cn.itcast.interview.traffic;
/**
 * 
 * @author Chen_zyan
 *
 */
public class MainClass {
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个数组,将这12个方向存入
        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();//控制器
        
    }
}