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1.交通灯管理系统逻辑
1. 需求
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.面向对象的分析与设计
1.道路的分析设计
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。
2.交通灯的分析与设计
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。
3.Road类的编写
每个Road对象都有一个name成员变量来代表方向，有一个vehicles成员变量来代表方向上的车辆集合。
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向vehicles集合中增加一辆车（用一个“路线名_id”形式的字符串进行表示）。
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
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.ScheduledThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Road {
private List<String> vehicles=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) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
vehicles.add(Road.this.name+"_"+i);
}
}
});
//每隔一秒钟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 (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
);
}
}
4.Lamp类的编写
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对应的灯的实例对象，综合这些因素，将Lamp类用java5中的枚举形式定义更为简单。
1、每个Lamp对象中的亮黑状态用lighted变量表示，选用S2N、S2W、E2W、E2N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。
2、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，这两个方法内部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。
3、除了S2N、S2W、E2W、E2N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，并且S2N、S2W、E2W、E2N这四个方向上的Lamp对象的nextLampName和oppositeLampName属性必须设置为null，以便防止light和blackOut进入死循环。
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; } //当前灯是否为绿灯 private boolean lighted; //与当前灯同为绿的对应的方向。 private String opposite; //当前灯变成红色时的下一个绿灯。 private String next; public boolean isLighted(){ return lighted; } //某个方向的灯变成绿灯的时候对应方向的灯也要变成绿灯。 public void light(){ this.lighted=true; if(opposite!=null){ Lamp.valueOf(opposite).light(); } System.out.println(name()+"lamp is green 下面应该有6个方向能看到汽车通过"); } //当某个方向的灯变成红色的时候，对应方向的灯也要变成红灯，并且下个方向的灯要变成绿灯，return下个灯为绿灯。 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; } }
5.LampController
交通灯控制器整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
1.currentLamp要操作的灯
2.首先要在构造方法中指定当前初值，相当于头的就是要设定第一个为绿的灯
3.定义了定时器，每次一段时间要对操作的灯进行变化，操作不同的方向的灯
4.利用灯变暗(blackOut)方法的返回值来对操作的灯进行变化
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(); //每隔十秒钟将当前绿灯变成红灯，并让下一个方向的灯变成绿灯。 ScheduledExecutorService timer= Executors.newScheduledThreadPool(1); timer.scheduleAtFixedRate( new Runnable(){ public void run(){ currentLamp=currentLamp.blackOut(); } }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS ); }}
6.启动类(MainClass)
public class MainClass { public static void main(String[] args) { String[] arr={"S2N","S2W","E2W","E2S","N2S","N2E","W2E","W2N","S2E","E2N","N2W","W2S"}; for (int i=0;i<arr.length;i++){ new Road(arr[i]); }//产生整个交通灯系统 new LampController(); }}7
7.运行结果：
N2Slamp is green 下面应该有6个方向能看到汽车通过S2Nlamp is green 下面应该有6个方向能看到汽车通过S2N_1is traversing !N2S_1is traversing !W2S_1is traversing !S2N_2is traversing !W2S_2is traversing !N2W_1is traversing !E2N_1is traversing !S2E_1is traversing !W2S_3is traversing !绿灯从S2N----切换为S2WN2Elamp is green 下面应该有6个方向能看到汽车通过S2Wlamp is green 下面应该有6个方向能看到汽车通过S2W_1is traversing !N2E_1is traversing !S2W_2is traversing !N2E_2is traversing !N2W_2is traversing !N2E_3is traversing !S2E_2is traversing !
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