黑马程序员--交通灯管理系统之学习
交通灯管理系统分析
要实现摸个系统，首先对需求进行分析，找出对象，并封装成类
其次明白各个对象之间的关系，每个对象有什么方法以及怎样去调用类对象
1.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。
2.需求分析：
首先应该分析一下需求，无非是怎样要车辆有条不紊的行驶，在什么位置往哪个方向去，什么时候自己穿过，
什么时候自己等待，就像规定了好道路，不管是什么车辆，都要等待指示灯的命令，是走（绿灯）是停（红灯）。
接着应该分析一下要实现这些应该有什么对象，首先要有个十字路口，过往的车辆往哪个方向走看成一条路线，
这时就应该把这个十字路口细分成多个路线，每个路线上要执行的动作是一样的，无非就是绿灯走，红灯停。
那么可以把路线抽象为一个类，每条路线上都会随机增加无数条车辆。既然说到车了，就应该考虑是否把车抽象为一个类呢？
因为有很多不同形式的车通过马路，是否有必要呢？先考虑车的动作，车是按着交通灯的指示来行动的，意思就是每条路线
上的车只要看到他想要的信号灯时或走或听，这个过程中车始终是被执行的对象，没有任何的作用，所以不把它抽象为一个类，
只需记录其是否通过即可。指示灯控制着车辆的形式，所以应该考虑到有交通灯的控制类。下面看看一个十字路口可能产生的路线：
相对方向的车是同时放行的，意思是指示灯的状态是一样的，同绿同红。南北方向，西北方向这个很容易理解。
还有转弯，比如以南方向为例，左转弯和后转弯是两个路线，题目说了右转弯不受信号灯控制，
那么就以为右转弯的车辆什么时候都能过，即指示灯为长绿状态。好，就只考虑左转弯这一种情况了，
左转即南向西转，这时要看南北方向是否亮着，如果亮着，那么南北直行的车辆先过，接着再让左转的车辆通过。
通过图例分析12种路线可以分为四组相反方向的灯。
3.代码实现
3.1 用枚举来定义12种路线
定义路线
/** * 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; } }
3.2 指示灯控制路线上车辆的运行
指示灯控制类
/** * 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; } }
3.3 封装路线类，建立12个对象，即12种方向路线
用多线程的方式实现每条路线上随机产生的车辆，并检查各个
上的等是否变绿，是则放行一辆车辆。
路线类
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(); 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); } }
3.4 实现类
主类
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(); } }
要完成一个小型系统实现必须明确有哪些需求，可以把那些对象封装成类？
每个类要实现的功能有哪些？也就是该类对象将会有什么动作，这样思路
清晰以后在完成各个部分的代码实现，然后测试代码是否满足题中所有的需求，
如果有遗漏的，再更改代码以实现最后的功能。
以上是本人的一些感悟，如有不妥当或错误之处，欢迎更正。
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