黑马程序员java笔记之九-----交通灯信号管理系统

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黑马程序员java笔记之九-----交通灯信号管理系统

云栖-lxl 2012-12-25 17:15:00 浏览479
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一、交通灯管理系统的业务和需求分析

     模拟实现十字路口的交通灯管理系统逻辑,具体需求如下:

    1.异步随机生成按照各个路线行驶的车辆。

例如:

     由南而来去北向的车辆……直行车辆

     由西而来去南向的车辆……右转车辆

     由东而来去南向的车辆…….左转车辆

    2.信号灯忽略黄灯,只考虑红灯和绿灯

    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直行车辆而后方左转车辆

    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及红绿灯交换时间自定,可以设置

    7.不要求是实现GUI,只考虑系统逻辑实现,可通过Log方式展现程序运行结果

                         

                                                路线如图所示

 

二、精通面向对象分析:

    一、每条路线上都会出现多辆车,路线上要随机增加新的车,在灯绿期间还要每秒减少以两车

    1.设计一个Road类来表示路线,每个Road对象代表一条路线,公共有12条路线,即系统中要产生12个Road实例对象

    2.每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合保存。

    3.每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿,如果等位绿,则将本路线保存车的集合中的第一辆车基础,即表示车穿过了路口

   二、每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为lv,一个灯由绿变红时,应该将下一个方向的灯变绿。

   1.设计一个Lamp类来表示一个交通灯,每隔交通灯,都维护一个状态:亮灯或不亮(红),每个交通灯要变亮和变黑的方法,并且返回自己的亮黑状态。

   2.总共有12条路线,所以,系统中总共要产生12个交通灯,右拐的路线本来不受灯的控制,但是为了让程序采用统一的处理方式,故假设出有四个右拐的灯,只是这些灯为常亮状态,即永远不变黑。

    3.除了右拐方向的其他8条路线的灯,它们是两两成对的,可以归纳为4组,所以,在编程处理时,只要从这4组中各取一个灯,对这4挑灯一次轮序变亮,与这4个灯方向对应的灯则随之一变化,因此Lamp类中要有一个变量来记住自己相反状态的灯,在一个Lamp对象的变亮和变黑方法中,将对应方向的灯也要变亮和变黑。每个灯变黑时,都伴随下一个灯的变亮,Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯。

    4.无论程序的什么地方去获得某个方向的灯时,每次都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,永远都只代表12个方向的灯的实例对象。

    5.设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红。

三、详细设计:

 1. Road类的编写:

       1.     每一个Road对象都有一个name成员变量来代表方向,有一个vechicles成员变量来代表方向上的车辆集合。

       2.     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想vehicles集合中增加一辆车(用一个“路线—id”形式的字符串进行表示)。

       3.      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。

   代码如下:

[java] view plaincopy
  1. <span style="font-size:18px;">package com.isoftstone.interview.traffic;  
  2.   
  3. import java.util.ArrayList;  
  4. import java.util.List;  
  5. import java.util.Random;  
  6. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  7. import java.util.concurrent.Executors;  
  8. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
  9. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  10.   
  11. public class Road {  
  12.     private List<String> vechicle=new ArrayList<String>();  
  13.     private String name;  
  14.     public Road(String name){  
  15.         this.name=name;  
  16.     ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();  
  17.     pool.execute(new Runnable() {  
  18.           
  19.         @Override  
  20.         public void run() {  
  21.             // TODO Auto-generated method stub  
  22.             for(int i=1;i<1000;i++){  
  23.                 try {  
  24.                     Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);  
  25.                 } catch (InterruptedException e) {  
  26.                     e.printStackTrace();  
  27.                 }  
  28.                 vechicle.add(Road.this.name+"_"+i);  
  29.                 }  
  30.         }  
  31.     });  
  32.     //路  
  33.     ScheduledExecutorService timer=Executors.newScheduledThreadPool(1);  
  34.       timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {  
  35.           
  36.         @Override  
  37.         public void run() {  
  38.             // TODO Auto-generated method stub  
  39.             if(vechicle.size()>0){  
  40.                 boolean lighted=Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();//如果当前的灯是亮的  
  41.                       
  42.                 if(lighted==true){  
  43.                     System.out.println(vechicle.remove(0)+"is traversing"   );  
  44.                 }  
  45.             }  
  46.                   
  47.         }  
  48.     },  
  49.               1,  
  50.               1,  
  51.               TimeUnit.SECONDS);  
  52.         
  53.   
  54.     }  
  55.   
  56. }  
  57. </span>  



  2. Lamp类的编写

        1.  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相应的灯的实例对象,综合这些因素,将Lamp类用java5中的的枚举形式定义更为简单。

        2.   每个Lamp对戏那个中的亮黑状态用Lighted表示,要选用S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象一次轮换变量,Lamp对象中还要有一个opposite LampName变量来表示他们相反方向的灯,再用一个nextLampName变量来表示此灯变亮后的先一个变亮的灯。这三个变量要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,所以无法在构造方法中彼此相互作用,所以,相反方向和下一个方向的灯用字符串形式表示。

        3.   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。

         4.   除了S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向的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nextLamp属性设置为null即可,并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为NULL,以便防止light和blackOut进入死循环。

代码如下:

[java] view plaincopy
  1. <span style="font-size:18px;">package com.isoftstone.interview.traffic;  
  2.   
  3. public enum Lamp {  
  4.  S2N("N2S","S2W",false),S2W("N2E","E2W",false),E2W("W2E","E2S",false),E2S("W2N","S2N",false),  
  5.  N2S(null,null,false),N2E(null,null,false),W2E(null,null,false),W2N(null,null,false),  
  6.  S2E(null,null,true),E2N(null,null,true),N2W(null,null,true),W2S(null,null,true);  
  7.  //三个参数,对面的灯,下次的灯,开始是否为亮  
  8.  private Lamp(String oppsite,String next,Boolean lighted){  
  9.      this.oppsite=oppsite;  
  10.      this.next=next;  
  11.      this.lighted=lighted;  
  12.        
  13.  }  
  14.    
  15.  private boolean lighted;  
  16.  //对应方向的灯  
  17.  private String oppsite;  
  18.  private String next;  
  19.  public boolean isLighted(){  
  20.      return lighted;  
  21.  }  
  22.  public void light(){  
  23.      this.lighted=true;  
  24.      if(oppsite!=null)  
  25.      {  
  26.          //枚举静态方法valueOf()可以根据枚举类名字获得枚举对象  
  27.          Lamp.valueOf(oppsite).light();  
  28.   
  29.      }  
  30.     /*  
  31.      * name()  
  32.               返回此枚举常量的名称,在其枚举声明中对其进行声明。 
  33.      */  
  34.      System.out.println(name()+" lamp i green,下面公共应该有6个方向能看到汽车穿过");  
  35.  }  
  36.  public void blackOut(){  
  37.      this.lighted=false;  
  38.      if(oppsite!=null){  
  39.          //对应方向向上灯变黑  
  40.          Lamp.valueOf(oppsite).blackOut();  
  41.      }  
  42.      Lamp nextLamp=null;  
  43.      if(oppsite!=null){  
  44.            
  45.          nextLamp=Lamp.valueOf(next);  
  46.          System.out.println("绿灯从"+name()+"------->切换为"+next);  
  47.           nextLamp.light();  
  48.      }  
  49.  }  
  50. }  
  51. </span>  




3.LampController类的编写:

       1、  这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。

       2、  LampController构造方法中要设定一个为绿的灯

       3、  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

代码如下:

[java] view plaincopy
  1. <span style="font-size:18px;">package com.isoftstone.interview.traffic;  
  2.   
  3. import java.util.concurrent.Executors;  
  4. import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
  5. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  6.   
  7. public class LampController {  
  8.     private Lamp currentLamp;  
  9.     public LampController(){  
  10.     currentLamp=Lamp.S2N;  
  11.     currentLamp.light();  
  12.     //定时器,executors  
  13. ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1);  
  14.          
  15.     timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {  
  16.           
  17.         @Override  
  18.         public void run() {  
  19.             // TODO Auto-generated method stub  
  20.           
  21.             currentLamp.blackOut();   
  22.         }  
  23.     },  
  24.             2,  
  25.             2,  
  26.             TimeUnit.SECONDS);  
  27.     }  
  28.       
  29.   
  30. }  
  31. </span>  



4.MainClass类的编写

           1.       用for循环创建出代表12条路线的对象。

           2.       接着在获得LampController对象并调用其Start方法。

[java] view plaincopy
  1. <span style="font-size:18px;">package com.isoftstone.interview.traffic;  
  2.   
  3. public class MainClass {  
  4.   
  5.     /** 
  6.      * @param args 
  7.      */  
  8.     public static void main(String[] args) {  
  9.         // TODO Auto-generated method stub  
  10.     String [] directions=new String[]{"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2N","S2E","E2N",  
  11.          "N2W","W2S"};  
  12.   for(int i=0;i<directions.length;i++){  
  13.       new Road(directions[i]);  
  14.   }  
  15.   new LampController();  
  16.       
  17.     }  
  18.   
  19. }</span>  

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