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交通灯管理系统
交通灯管理系统的项目需求:
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 信号类忽略黄灯,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逻辑控制.
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
Ø 随机生成车辆时间间隔以及红绿灯交换时间间隔自,可以设置.
Ø 不要求实现GUI,只考虑系统逻辑实现,可以通过log方式展示程序运行结果
交通灯管理系统模拟图:
面向对像的分析和设计:
每一条路上都会出现多辆车,路线上要随机增加新的车辆,在灯绿期间还要每秒钟减少一辆车.
n 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,即系统中总共要生产12个Road实例对象.
n 每条路线上随机增加新的车辆,增加到一个集合中保存.
n 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.
n 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,并且能返回自已的亮/黑状态.
n 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交通灯的控制,但是为了程序采用统一的处理方式,故假设出有4个右拐弯的灯,只是这些灯为常亮状态,即永远不变黑.
n 除了右拐弯其它8条路线的灯,它们是两两成对的,可以归为四组,所以,在编程处理时,只要从这四组中各取出一个灯,对这4个灯依次变亮,与这4个灯对应方向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着下一个灯的变亮,Lamp类中还用一个变量来记住自己的下一个灯.
n 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类改用枚举来用,且有很大的方便性,永远都只有代表12个方向的灯的实例对象.
n 设计一个LampController类,它定时让当前的绿灯变红.
实现代码:
/*
* 该程序会由南到西反时针切换绿灯.
*
* */
importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;
importjava.util.Random;
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TrafficLightTest
{
public static void main(String[] args)
{
String[] direction = new String[]{"S2N"," S2W ","E2W","E2S ",
"N2S", "N2E", "W2E", "W2N", "S2E", "E2N", "N2W", "W2S" };
for (int i = 0; i < direction.length; i++)
{
new Road(direction[i]);//循环new出12条路
}
new LampController();//控制交通灯
}
}
// 定义Road类
class Road
{
// 每一个实例面面都有存储车辆的集合
List<String> vehicles = new ArrayList<String>();
private StringrouteName;//车辆行驶路线名
public Road(String routeName)
{
this.routeName = routeName;
//创建线程
ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
pool.execute(new Runnable()
{
public void run()
{
// 产生车辆
for (int i = 1; i < 1000; i++)
{
try
{
Thread.sleep((new Random().nextInt(10) + 1) * 1000);//冻结线程(时间随机数)
vehicles.add(Road.this.routeName +"-" + i);//添加产生的每一辆车到集合
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
});
// 线程定时器
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable()
{
public void run()
{
if (vehicles.size() > 0)//判断集合中是否有车辆
{
boolean lighted = Lamp.valueOf(Road.this.routeName)
.isLighted();//该枚举对象(方向)的灯是否是开着的
if (lighted)
{
System.out.println(vehicles.remove(0)
+ "..is traversing!");//如果该方向的灯是开着的那么就通车
}
}
}
}, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);//每隔一秒判断一次
}
}
// 定义Lamp枚举
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 Stringopposite;//对应的灯
private Stringnext;//下个要切换的绿灯
private Lamp(String opposite, String next,boolean lighted)
{
this.opposite = opposite;
this.lighted = lighted;
this.next = next;
}
public boolean isLighted()
{
returnlighted;
}
//打开绿灯
public void light()
{
//如果第一次凋用时name()等于"S2W",它的opposite为"N2E"
this.lighted =true;
if (opposite !=null)
{
//Lamp.valueOf(opposite).light()当调用的时候;opposite等于"N2E",也就是说这时的name()的opposite等于null
Lamp.valueOf(opposite).light();
}
System.out.println(name() +"..lamp is green!总共有六个方向可以看到汽车!");
}
//关闭绿灯并切换,返回切换后的绿灯
public Lamp blackOut()
{
this.lighted =false;
if (opposite !=null)
{
Lamp.valueOf(opposite).blackOut();
}
Lamp nextLight = null;
if (next !=null)
{
nextLight = Lamp.valueOf(next);
System.out.println("绿灯从" + name() +"...切换为" + nextLight);
nextLight.light();
}
return nextLight;
}
}
// 定义LampController类,灯的控制器
classLampController
{
private LampcurrentLamp;
public LampController()
{
//设置当前灯为"S2N"
currentLamp = Lamp.S2N;
currentLamp.light();
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(new Runnable()
{
public void run()
{
//关闭当前的灯,并控制绿灯的切换每隔十秒blackOut()返回的是切换后的绿灯
currentLamp =currentLamp.blackOut();
}
}, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);
}
}