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1.交通灯管理系统的业务和需求分析
交通灯管理系统的项目需
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）。 ——来自PPT
总共有12条路线，为了统一编程模型，可以假设每条路线都有一个红绿灯对其进行控制，右转弯的4条路线的控制灯可以假设称为常绿状态，另外，其他的8条线路是两两成对的，可以归为4组，所以，程序只需考虑图中标注了数字号的4条路线的控制灯的切换顺序，这4条路线相反方向的路线的控制灯跟随这4条路线切换，不必额外考虑:
2. 面向对象的分析与设计
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钟减少一辆车。
设计一个Road类来表示路线，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。
每条路线每隔一秒都会检查控制本路线的灯是否为绿，一个灯由绿变红时，应该将下一个方向的灯变绿。
设计一个Lamp类来表示一个交通灯，每个交通灯都维护一个状态：亮（绿）或不亮（红），每个交通灯要有变亮和变黑的方法，并且能返回自己的亮黑状态。
总共有12条路线，所以，系统中总共要产生12个交通灯。右拐弯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弯的灯，只是这些灯为常亮状态，即永远不变黑。
除了右拐弯方向的其他8条路线的灯，它们是两两成对的，可以归为4组，所以，在编程处理时，只要从这4组中各取出一个灯，对这4个灯依次轮询变亮，与这4个灯方向对应的灯则随之一同变化，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。
我们初步设想一下有哪些对象：红绿灯，红绿灯的控制系统，汽车，路线。汽车看到自己所在路线对应的灯绿了就穿过路口吗？不是，还需要看其前面是否有车，看前面是否有车，该问哪个对象呢？该问路，路中存储着车辆的集合，显然路上就应该有增加车辆和减少车辆的方法了。再看题目，我们这里并不要体现车辆移动的过程，只是捕捉出车辆穿过路口的过程，也就是捕捉路上减少一辆车的过程，所以，这个车并不需要单独设计成为一个对象，用一个字符串表示就可以了。
分析模型中有哪些对象：
1.红绿灯（不考虑黄灯）——>Lamp
2.灯的控制系统——>LampController
3.汽车——>路中的元素
4.路——>Road
5.Main——>启动模型
类的描述：
Road类
1、该类应该包含方向名name和汽车集合vehicles（这里用List）两个私有成员变量
2、该类的构造函数必须以方向名name作为参数来创建12个方向的道路对象
3、考虑到道路上车辆是不断随机增加和每秒减少一辆的原则，构造函数里还需做生成车辆和判断是否放行两件事
4、在构造函数里开启一个线程用for循环和Thread.sleep(Random)随机时间生成车辆对象（用一个“name_id”形式的字符串进行表示）
5、在构造函数里开启一个定时器按1秒的频率来判断该方向上的灯是否为绿，是则打印车辆并将汽车集合中的第一辆车移除掉
Lamp类
1、由于信号灯和方向是一致的，有12个方向就有12个信号灯，且每个方向的灯对外应保持相同的对象，所以用java5中的枚举实现起来很方便
2、信号灯应该具有自己的亮黑状态和一个变亮（绿）和变黑（红）的方法
3、信号灯中的亮黑状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2S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
4、变亮和变黑的方法：light和blackOut，对于S2N、S2W、E2W、E2S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或变黑，blackOut方法还要让下一个灯变亮
5、除了S2N、S2W、E2W、E2S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
LampController类
1、整个系统中只能有一套交通灯控制系统，所以LampController类是设计成单例
2、LampController对象的getControllerInstance方法中要设置第一个变绿的灯，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
1、用for循环创建出代表12条路线的对象
2、获得LampController对象并调用其getControllerInstance方法
类的代码实现：
Road类
package cn.itcast.interview.traffic;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Road {
private List vehicles = new ArrayList();
private String name =null;
public Road(String name) {
this.name = name;
//模拟车辆不断随机上路的过程
Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Runnable(){
public void run(){
for(int i=0;i<1000;i++){
try {
Thread.sleep((new Random().nextInt(10)+1)*1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
vehicles.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
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable(){
public void run(){
if(vehicles.size()>0){
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.name).isLighted();
if(lighted){
System.out.println(vehicles.remove(0)+"is traversing");
}
}
}
},
1,
1,
TimeUnit.SECONDS);
}
}
Lamp类
package cn.itcast.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 boolean lighted;
private String opposite;
private String next;
private Lamp(String opposite, String next, boolean lighted) {
this.lighted = lighted;
this.next = next;
this.opposite = opposite;
}
public boolean isLighted() {
return lighted;
}
public void light() {
this.lighted = true;
if (opposite != null) {
Lamp.valueOf(opposite).light();
}
System.out.println(name() + "灯变绿了，下面有6个方向的车可以通行");
}
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 cn.itcast.interview.traffic;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class LampController {
private static Lamp currentLamp;
private LampController() {}
public static void getControllerInstance() {
//刚开始让由南向北的灯变绿;
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.light();
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(
new Runnable() {
public void run() {
currentLamp = currentLamp.blackOut();
}
},
10,
10,
TimeUnit.SECONDS);
}
}
MainClass类
package cn.itcast.interview.traffic;
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String[] directions = { "S2N", "S2W", "E2W", "E2S", "N2S", "N2E",
"W2E", "W2N", "S2E", "E2N", "N2W", "W2S" };
for (String direction : directions) {
new Road(direction);
}
LampController.getControllerInstance();
}
}
