交通灯系统

Posted 2022-12-05 zlfxy

1、观看黑马教学视频，学习了交通灯系统。首先介绍下交通灯系统的需求。

交通灯管理系统

模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑，具体需求如下：

Ø 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

       。。。

Ø 信号灯忽略黄灯，只考虑红灯和绿灯。

Ø 应考虑左转车辆控制信号灯，右转车辆不受信号灯控制。

Ø 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。

Ø 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）。 

Ø 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。

Ø 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、根据需求抽象出的对象为，交通灯，路线，交通灯控制器，汽车。

首先我们编写交通灯类：

package com.isoftstone.interview.traffic;

/**
 * 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、编写完交通灯类后，接着编写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;

/**
 * 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);
		
	

4、路线类编写完，我们得编写交通灯控制器。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();
		
		/*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);
	

5、接下来编写主类了。

package com.isoftstone.interview.traffic;

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();
	

这样我们就完成了整个交通灯的模拟系统。

总结一下：

通过学习上述交通灯模拟系统，让我巩固了枚举的一些知识点。枚举的构造方法只能是私有的，枚举里面的每个元素就是枚举的实例对象。学会了线程池的使用方法。懂得了编程中，编程思想，编程思路是非常重要的。在编程的时候，要保持头脑清醒，认真去分析问题，不要害怕，认真，耐心，就能解决问题。

在此非常喜欢张孝祥老师的讲课，幽默诙谐，给人信心，给人动力。能听到张老师的视频讲课，感觉十分幸运。